基于多尺度梯度域引导滤波的低照度图像增强算法

针对低照度彩色图像整体亮度较低，增强图像中颜色易失真，部分图像细节淹没在较低灰度值像素中等问题，提出一种改进的低照度图像增强算法。首先，把待处理图像转换到色调、饱和度、亮度（HSI）颜色空间，对亮度分量进行非线性全局亮度校正；然后，提出多尺度梯度域引导滤波的亮度增强模型，利用该模型对校正后的亮度分量进行增强，接着对增强后的亮度分量进一步实施避免颜色失真的亮度校正；最后，将图像再转换回红绿蓝（RGB）颜色空间。实验结果表明，增强后的图像亮度平均提高90.0%以上，清晰度平均提高123.8%以上，这主要得益于多尺度梯度域引导滤波具有更好的亮度平滑和增强能力；同时由于减小了颜色失真，使增强图像的细节表现能力平均提高18.2%以上；由于采用了多尺度梯度域引导滤波的亮度增强模型与直方图自适应的亮度校正算法，使提出的低照度图像增强算法适宜应用于夜间等弱光源条件下的彩色图像增强。     

结合背景光融合及水下暗通道先验和色彩平衡的#br# 水下图像增强

水下环境、光线衰减和拍摄方式造成水下图像具有不同色调、对比度和模糊度.基于图像成像模型的水下图像复原方法通常基于暗通道先验或最大像素先验,容易受到水下复杂环境的干扰而输出低质量的复原图像,因此文中提出基于背景光融合及水下暗通道先验和色彩平衡的水下图像增强方法.首先,提出多候选背景光融合方法,估计正确的背景光.然后,基于高质量水下图像统计得出水下暗通道先验,计算更准确的RGB分量传输地图.将复原图像从RGB颜色模型转换到CIE-Lab颜色模型,对L亮度分量和a、b色彩分量分别进行归一化拉伸和优化调整,进一步提高复原后水下图像的亮度和对比度.多种定性和定量分析说明文中方法增强的图像在对比度、亮度和颜色上的显示效果优于大部分现有的水下图像增强方法复原的图像.     

基于颜色衰减先验和白平衡的水下图像复原

由于水体中悬浮颗粒对光线的吸收及散射作用,以及不同波长的光在水下的衰减程度不同,水下图像通常存在细节模糊、对比度低、颜色失真等问题。为改善水下图像质量,提出一种基于颜色衰减先验和白平衡的水下图像复原方法。首先,根据图像在HSV颜色空间中的颜色衰减先验获得场景深度图;其次,利用水下光学衰减特性估计RGB三通道对应的背景光强度与水下透射率,以实现水下图像的清晰化;最后,采用改进的白平衡方法对清晰化后的水下图像进行颜色校正。实验结果表明,该方法可以显著提升水下图像的细节清晰度与颜色保真度,视觉效果更接近自然场景下的图像。     

基于修正模型与暗通道先验信息的水下图像复原

受到复杂成像环境影响,光学视觉系统获取到的水下图像普遍存在对比度低、模糊和颜色失真等问题．为此,本文提出一种基于修正散射模型的水下图像复原算法．首先,深入分析光在水下的吸收衰减特性,在简化大气散射模型的基础上,将水体背景光融入到模型的直接衰减项;其次,考虑到水下红光迅速衰减,采用红通道的逆通道对其进行补偿;然后,使用基于四叉树的分级搜索算法估计水体背景光值;最后,在修正的成像模型基础上,结合水下暗通道先验信息估计介质透射率进而复原水下图像．实验结果表明,本文算法水下复原后的图像色彩自然,能有效恢复出远景区域的细节信息,图像对比度、色度和饱和度的综合评价指标整体优于对比算法,适用于不同类型的水下退化图像．     

HSI空间亮度信息的多尺度Retinex图像增强研究

彩色图像增强可以提高图像的亮度,增强图像的对比度和细节,同时使得图像颜色更加逼真自然,并且较少失真,在遥感、医学、刑侦、电视与多媒体等许多方面具有良好的应用前景和重要的理论研究意义。提出基于HSI空间亮度信息的多尺度Retinex图像增强算法（HSI_MSR）,算法通过对HSI颜色空间模型的分析,通过增强HSI模型中I分量,将HSI模型转换到RGB模型,得到增强后的彩色图像。通过仿真实验可知HSI_MSR算法可以较好地提高图像的视觉特性,亮度适合人眼观察,细节较为丰富,使得图像颜色更加逼真自然。     

基于偏色校正和信息损失约束的沙尘暴降质图像增强算法

为了解决沙尘暴环境下拍摄的图像中存在的颜色偏移、对比度低等降质问题,提出基于偏色校正和信息损失约束的沙尘降质图像增强算法,主要包含偏色校正和对比度增强2个模块,在偏色校正模块中,通过分析沙尘降质图像的RGB 3个通道直方图分布特点,提出一个改进的基于高斯模型的偏色校正算法;在对比度增强模块中,通过结合基于暗通道先验和信息损失约束算法,提出一种基于大气散射模型的对比度增强算法.为了验证算法的有效性,通过与4种已有算法的大量实验结果对比发现:文中算法不但能够很好地增强不同种类的沙尘降质图像的对比度,而且可以有效地避免图像偏色现象,并且保持良好的色彩保真度和合适的亮度.     

基于图像融合的自适应水下图像增强

针对水下图像对比度低及细节模糊的问题,提出一种基于图像融合的自适应水下图像增强方法,实现不同类型水下图像的增强效果。基于颜色校正方法对水下图像进行颜色均衡化预处理;对亮度分量L进行Gamma校正,获得对比度提升的亮度图像;对两个亮度分量进行三层小波分解,提出对分解所得的低频分量及高频分量分别采用线性融合和自适应融合策略进行融合。多尺度融合保证了增强图像细节的丰富性,自适应融合策略体现了融合过程的可控性。实验结果表明,增强的水下图像呈现出高对比度和清晰的细节。     

基于图像融合的低光照水下图像增强

水下机器人可用于水产养殖动态监测和水下拍摄,然而摄像机在水下抓拍的海洋图像呈现蓝绿色调、对比度低、细节模糊、亮度暗等问题,严重影响水下目标识别与检测的准确率。为此,本文提出了一种基于图像融合的低照度水下图像增强方法。首先,利用灰度世界算法对图像颜色进行校正,有效去除水下图像的蓝(绿)色基调;然后,对颜色校正后的图像分别进行锐化处理和HSV颜色空间下的亮度增强,分别得到细节增强图像和亮度增强图像;最后,将细节增强图像和亮度增强图像进行多尺度融合,得到最后的增强图像。实验结果表明,该算法不仅有效地解决了水下图像呈现蓝绿色的问题,而且增强了图像的整体亮度,使得细节更加清晰,提高了水下机器人的视觉感知能力。     

低能见度条件下车载视频的清晰化处理研究

针对低能见度天气影响交通出行的问题,提出一种新的车载视频清晰化处理算法。首先将获取图像的颜色模型转换为HSV模型,对其中的亮度分量进行直方图均衡后,再采用暗原色先验算法恢复,最后将其与原来的色度分量和饱和度分量整合后输出。实验结果表明,该算法能较大程度提高低能见度交通图像的目标辨识度,图像对比度明显增强,颜色失真较少。     

一种高效的水下图像增强算法——CLAHE的优化

因水下环境复杂,光线透过水体会发生严重的衰减和散射,导致水下图像往往呈现出图像对比度差、饱和度差、图像偏暗等情况。笔者提出一种易实现且高效的水下图像增强方法。该方法先分割出图像的RGB三通道,在每个通道上利用直方图均衡(HE)法对图像整体进行增强,后采用对比度限制自适应直方图均衡法(CLAHE),修改其中的NumTiles、clipLimit、Distribution、Alpha等参数对图像的细节部分进行进一步增强,最后将3个通道的图像进行合成得到增强后的图像。结果表明,该方法能够有效处理各种水下图像的图像偏暗、对比度差等情况,对图像色彩的提升也有较好的效果。     

基于融合策略的改进Retinex低照度图像增强算法

针对Retinex算法处理低照度彩色图像出现色彩失真,边缘保持性差等问题,提出一种基于融合策略的改进Retinex低照度图像增强算法;该算法首先在YIQ颜色空间提取亮度分量Y,对其进行MSR算法增强;然后采用高斯-拉普拉斯算子对彩色图像的RGB三个分量进行边缘检测,将其叠加合成后转换成灰度图;最后使用小波变换将两幅图像融合得到新的亮度分量,将其与I、Q分量融合后转回RGB颜色空间,从而获得色彩保真度高、细节清晰的图像;实验结果表明,该方法有效提高了图像边缘细节信息,避免了色彩失真,具有很好的视觉效果。     

不同颜色模型下自适应直方图拉伸的水下图像增强

目的 水下图像是海洋信息的重要载体,然而与自然环境下的图像相比,其成像原理更复杂、对比度低、可视性差。为保证不同类型水下图像的增强效果,本文提出在两种颜色模型下自适应直方图拉伸的水下图像增强方法。方法 首先,进行基于Gray-World理论对蓝、绿色通道进行颜色均衡化预处理。然后,根据红绿蓝（R-G-B）通道的分布特性和不同颜色光线在水下传播时的选择性衰减,提出基于参数动态优化的R-G-B颜色模型自适应直方图拉伸,并采用引导滤波器降噪。接下来,在CIE-Lab颜色模型,对‘L’亮度和‘a’‘b’色彩分量分别进行线性和曲线自适应直方图拉伸优化。最终,增强的水下图像呈现出高对比度、均衡的饱和度和亮度。结果 选取不同类型的水下图像作为数据集,将本文方法与融合颜色模型（ICM）、非监督颜色纠正模型（UCM）、基于暗通道先验性（DCP）的水下图像复原和基于水下暗通道先验（UDCP）的图像复原方法相比较,增强后的图像具有高对比度和饱和度。定性和定量分析实验结果说明本文提出的方法能够获得更好视觉效果,增强后的图像拥有更高信息熵和较低噪声。结论 在RGB颜色模型中,通过合理地考虑水下图像的分布特性和水下图像退化物理模型提出自适应直方图拉伸方法;在CIE-Lab颜色模型中,引入拉伸函数和指数型曲线函数重分布色彩和亮度两个分量,本方法计算复杂度低,适用于不同复杂环境下的水下图像增强。     

基于同态滤波的水下图像增强与色彩校正模型

水体对于不同波长的光信号衰减程度不一致,这种现象破坏了水下图像的清晰度和色彩恒定性。为了解决水下图像亮度与色彩扭曲问题,提出一种基于同态滤波的水下图像增强与色彩校正模型。首先,通过比尔-朗伯定律和路径辐射分量构建出水下成像模型。其次,通过同态滤波对未经过衰减的水下图像进行估计。最后,通过麦克劳林级数对水下成像模型进行级数展开,进而推导出一种保持颜色恒定的水下图像色彩校正模型。实验部分分别对比了水下图像的主观视觉效果和客观评价指标,验证了该算法能够有效地保证水下图像的清晰度和色彩恒定性。校正后的水下图像细节丰富,色彩逼真。     

彩色图像去雾清晰化研究

为了解决雾霾天气的影响下成像设备采集的图像容易出现的降质及色彩失真问题, 并从有雾图像中增强其细节信息, 提高原图像的对比度和清晰度. 将彩色图像RGB通道分别做相应的图像增强算法处理, 全局直方图均衡化把整体的灰度直方图进行均匀分布的处理, 小波变换算法对彩色图像进行多层次分解, 多尺度Retinex算法通过高斯函数做卷积运算对图像做多尺度变换. 实验结果表明, 全局直方图均衡化、小波变换算法和多尺度Retinex算法都能增强雾天图像的景物信息, 有对应于各自的优势和不足. 相比较这3种算法而言, 多尺度Retinex算法得到的去雾图像亮度增强、细节信息突出、失真度小, 能更好地进行去雾增强.     

基于空间培养的植物图像处理方法

光照环境偏暗偏红,光照不均匀等会影响彩色图像的视觉效果。在比较几种现有的处理方法的基础上,提出了一种新的方法,该方法首先减小RGB彩色图像中偏红部分的红色分量值,然后转换到HSV色彩模型中,对亮度分量进行直方图均衡和Retinex 算法处理,最后转换回RGB颜色空间并进行Garmma校正。实验表明：该方法不仅能够减弱红色光源对图像质量的影响而且能够提高图像的亮度,同时也能较好地保留图像的细节。     

基于顶帽底帽变换的仿生图像增强算法

针对低照度图像对比度低、细节模糊、色彩饱和度低的问题,通过分析人眼的主观亮度感受和光照强度的非线性关系以及人眼的视网膜神经节细胞中感受野的传输特性,提出一种顶帽变换和底帽变换相结合的仿生图像增强算法。首先,将低照度图像的RGB色彩空间转换为HSV空间,对亮度分量进行全局亮度对数变换;其次,采用视网膜神经元感受野三高斯模型对图像局部边缘的对比度进行调整;最后,用顶帽变换和底帽变换辅助对较亮背景的提取。实验结果表明,所提算法增强的低照度图像不仅细节清楚、对比度高,同时还没有设备采集图像存在的光照不均匀和图像景深的问题,而且增强后的图像色彩饱和度高,具有很强的视觉感受效果。