下穿立交监控图像质量提升算法研究

作     者：李钊 

作者单位：安徽建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈杰

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0838[工学-公安技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：下穿立交 图像增强 图像去噪 联合滤波 图像质量提升 

摘      要：视频监控系统作为智慧城市重要的信息采集环节,能够提供实时、直观和全方位的数据信息,已辐射到生产和生活中的各个环节和领域。下穿立交作为城市交通的重要组成部分,一直以来都是智慧城市和平安社区建设中监控系统布控的的重点区域。因此,市政管理部门在下穿立交中布设大量监控设备以实现对下穿立交的全方位、立体化的监测。下穿立交由于所处位置的光照不均匀,大雾、沙尘、雨天等恶劣天气以及采集设备精度和传输线路等的影响,其监控系统不可避免地引入了噪声,使得采集到的视频图像存在对比度低,边缘等细节信息丢失等的问题,影响到真实和原始监控信息的利用效率。因此,为了能够充分发挥下穿立交监控系统的作用,提高监控视频图像的利用效率,对其图像质量提升算法的研究就显得非常必要。针对上述问题,本文主要开展以下的研究工作:(1)在对经典的图像增强算法以及带色彩恢复的多尺度视网膜增强算法分析的基础上,本文结合下穿立交监控图像的特征,提出一种改进的带色彩恢复的多尺度视网膜下穿立交图像增强算法。通过单尺度视网膜增强算法获取更丰富的细节信息,然后再经过多尺度视网膜增强算法来平衡细节信息和全局信息,达到在不影响全局信息量的同时,能够获取到更丰富的细节信息的目的。(2)对多种噪声的特性进行分析建模,本文实现了基于三维块匹配的下穿立交监控视频图像去噪算法。采用非局部块匹配思想,首先在图像中寻找相似块,使用硬阈值线性变换降低欧式距离的复杂度,然后通过相似块域转换,利用联合滤波器降低相似块自身含有的噪声,并在聚集处对相似块进行加权处理,得到降噪后的目标块。(3)结合基于三维块匹配的图像去噪算法和改进的带色彩恢复的多尺度视网膜增强算法来设计联合滤波器,提出了基于联合滤波的下穿立交监控图像质量提升算法。实验结果表明,与上述两种算法相比,经过该算法处理后的图像具有较好的视觉效果和较高的客观质量评价得分,能够在有效提升图像对比度的同时抑制噪声的影响。