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结合导向滤波与自适应算子的水下图像增强

计算机工程与应用 2023年第4期59卷 216-223页

作者：常戬韩旭辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105

针对水下图像存在的颜色失真、对比度低及图像模糊等现象,提出一种结合导向滤波与自适应算子的水下增强算法。首先根据水体对光线吸收的差异,对水下图像的三通道进行自适应算子颜色补偿,融合三通道,得到颜色补偿后的水下图像,有效提升... 详细信息

针对水下图像存在的颜色失真、对比度低及图像模糊等现象,提出一种结合导向滤波与自适应算子的水下增强算法。首先根据水体对光线吸收的差异,对水下图像的三通道进行自适应算子颜色补偿,融合三通道,得到颜色补偿后的水下图像,有效提升水下图像色彩真实性;再将水下图像放入导向滤波改进的Retinex模型中,有效去除水下图像产生的模糊现象;最后分别计算增强后水下图像的三种权重,根据三种权重进行多尺度融合,获得最终增强后的水下图像。选取不同的水下图像进行客观评价实验与主观评价实验,再与现阶段的水下图像增强算法进行对比,实验结果说明该算法在修正水下图像颜色及增强水下图像对比度等方面具有较好的效果,符合人眼视觉特征,视觉效果优于现有的水下图像增强算法。

关键词：图像处理水下图像增强自适应算子导向滤波

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空间转换与自适应灰度校正的低照度图像增强

计算机工程 2023年第6期49卷 193-200,207页

作者：常戬刘鑫姝辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105

在低照度场景下采集的图像存在整体亮度偏低、对比度较差、细节信息丢失等问题,影响其在图像增强应用领域中的性能。为提高低照度成像质量,并使图像结构完整且纹理细节自然清晰,提出一种空间转换与自适应灰度校正的低照度图像增强算法... 详细信息

在低照度场景下采集的图像存在整体亮度偏低、对比度较差、细节信息丢失等问题,影响其在图像增强应用领域中的性能。为提高低照度成像质量,并使图像结构完整且纹理细节自然清晰,提出一种空间转换与自适应灰度校正的低照度图像增强算法。采用带有灰度校正的自适应压缩多尺度Retinex算法对原始图像进行处理,得到均衡化图像,避免在传统Retinex算法对图像进行全局处理时产生图像过亮或过暗的现象,通过空间转换方法处理获得的均衡化图像,分别得到频率域平滑图像和空间域锐化图像,以提高图像的整体亮度和对比度,从而保留图像中物体边缘的细节信息。在此基础上,采用多聚焦融合算法将原始图像、频率域平滑图像和空间域锐化图像进行融合,得到最终图像。实验结果表明,相比SSR、CLAHE、MBYC等算法,该算法的均值、方差、信息熵和平均梯度分别平均提升1.63%、0.89%、0.17%和1.91%,能有效提升低照度图像的亮度、清晰度和对比度,增强图像边缘信息和纹理细节信息。

关键词：图像增强 Retinex算法空间转换频率域图像空间域图像多聚焦融合

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基于图边特征聚合注意力神经网络的分子势能计算

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Chinese Journal of Chemical Physics 2023年第6期36卷 691-699,I0056页

作者：常戬郐一鸣魏宪俞辉兰海辽宁工程技术大学软件学院葫芦岛125105 中国科学院福建物质结构研究所福州362200 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室) 福州350108

势能面的精准计算是分子动力学研究的基础、使用深度学习方法可以在获得与从头算方法相当精度的同时显著地提高其计算速度.然而,深度学习模型的性能对训练数据的分布极其敏感,在缺乏足够训练数据的情况下,深度学习模型将会出现过拟合问... 详细信息

势能面的精准计算是分子动力学研究的基础、使用深度学习方法可以在获得与从头算方法相当精度的同时显著地提高其计算速度.然而,深度学习模型的性能对训练数据的分布极其敏感,在缺乏足够训练数据的情况下,深度学习模型将会出现过拟合问题,从而导致模型在测试样本.上的精度下降.本文基于图神经网络的消息传递范式,创新地提出了一种边聚合注意力机制,在传统图注意力机制仅关注节点信息的基础上,引入分子图中的边信息生成注意力权重,从而增强了模型的表达能力.在MD17和QM9数据集上的一系列实验结果显.示,与基线模型相比,边聚合注意力模型均取得了更高的势能面计算精度和更好的泛化能力,结果表明对于平衡态和非平衡态分子构型,边注意力聚合都能够很好地捕捉其内在特征.

关键词：势能面消息传递范式注意力机制图深度学习

改进双边滤波Retinex的多聚焦图像融合

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中国图象图形学报 2020年第3期25卷 432-441页

作者：常戬任营贺春泽辽宁工程技术大学葫芦岛125105

目的针对传统Retinex算法存在的泛灰、光晕、边界突出以及高曝光区域细节增强不明显的现象,将Retinex和多聚焦融合的思想融合在一起,提出一种基于Retinex的改进双边滤波的多聚焦融合算法。方法首先根据图像情况在像素级层次将反射图像... 详细信息

目的针对传统Retinex算法存在的泛灰、光晕、边界突出以及高曝光区域细节增强不明显的现象,将Retinex和多聚焦融合的思想融合在一起,提出一种基于Retinex的改进双边滤波的多聚焦融合算法。方法首先根据图像情况在像素级层次将反射图像分解为最优亮暗区域两部分,然后利用线性积分变换和邻近像素最优推荐算法,将原始图像与最优亮区域多聚焦融合得到图像T,再将图像T与最优暗区域重复以上步骤得到图像S,最后利用引导滤波进行边界修复得到最终图像。结果选择两组图像girl和boat进行实验,与SSR(single scale Retinex)、BSSR(Retinex algorithm based on bilateral filtering)、BIFT(Retinex image enhancement algorithm based on image fusion technology)和RVRG(Retinex variational model based on relative gradient regularization and its application) 4种方法进行对比,本文方法在方差和信息熵两方面表现出明显优势。在均值方面,比BIFT和RVRG分别平均提高16.37和20.90;在方差方面,比BIFT和RVRG分别平均提高1.25和4.42;在信息熵方面,比BIFT和RVRG分别平均提高0.1和0.17;在平均梯度方面,比BIFT和RVRG分别平均提高1.21和0.42。对比BIFT和RVRG的实验数据,证明了本文方法的有效性。结论实验结果表明,相比较其他图像增强算法,本文算法能更有效抑制图像的泛灰、光晕和边界突出现象,图像细节增强效果特别显著。

关键词： Retinex算法引导滤波最优亮暗区域邻近像素最优推荐算法改进双边滤波

基于回转对称双边滤波的Retinex图像增强算法

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计算机工程 2016年第6期42卷 265-273页

作者：常戬白佳弘辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105

针对单尺度Retinex算法存在光晕现象、噪声放大现象以及图像泛灰的不足,基于回转对称双边滤波,提出一种Retinex图像增强算法。采用回转对称双边滤波估计光照图像,并消除其对视觉效果的影响,得到反映图像本质属性的反射图像,有效去除光... 详细信息

针对单尺度Retinex算法存在光晕现象、噪声放大现象以及图像泛灰的不足,基于回转对称双边滤波,提出一种Retinex图像增强算法。采用回转对称双边滤波估计光照图像,并消除其对视觉效果的影响,得到反映图像本质属性的反射图像,有效去除光晕现象。运用Otsu阈值分割算法确定图像的阈值,并依此判断图像的亮、暗区域,采用双边滤波对这些区域进行不同程度的去噪处理,在去除噪声的同时能够较好地保留图像细节。采用分段线性变换增强低对比度区域的对比度,改善图像泛灰的不足。实验结果证明,与单尺度Retinex算法、基于双边滤波的Retinex算法相比,该算法能够有效去除光晕现象,明显改善噪声放大现象,获得更为丰富的图像信息,从而增强图像的对比度。

关键词：图像增强 Retinex算法回转对称双边滤波 Otsu算法图像去噪分段线性变换

基于图像融合技术的Retinex图像增强算法

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计算机工程与科学 2018年第9期40卷 1624-1635页

作者：常戬刘旺白佳弘辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105

针对单尺度Retinex图像增强算法存在的光晕现象和图像泛灰问题,提出一种基于图像融合技术的Retinex图像增强算法。针对光晕现象,使用高斯加权双边滤波代替单尺度Retinex算法中的高斯核函数估计光照图像,能够有效去除光晕现象。针对图像... 详细信息

针对单尺度Retinex图像增强算法存在的光晕现象和图像泛灰问题,提出一种基于图像融合技术的Retinex图像增强算法。针对光晕现象,使用高斯加权双边滤波代替单尺度Retinex算法中的高斯核函数估计光照图像,能够有效去除光晕现象。针对图像泛灰问题,引入图像融合的思想。首先,采用非线性变换拉伸反射图像,并通过Otsu阈值分割算法确定图像的亮、暗区域;然后,以信息熵为标准,通过调整非线性变换的参数来获得亮区域最优图像和暗区域最优图像,并将原始图像、亮区域最优图像和暗区域最优图像采用分块融合的方法进行融合;最后,为克服图像分块融合算法的块效应,在融合过程中加入一致性校验。实验结果表明,新算法能够充分获得图像的细节信息,同时有效去除光晕现象、改善图像泛灰的不足。相比于单尺度Retinex算法、基于双边滤波的Retinex算法、直方图均衡算法以及反锐化掩膜算法,新算法的图像增强能力具有显著的提升。

关键词：图像增强 Retinex算法高斯加权双边滤波非线性变换图像分块融合一致性校验

基于便携式地物高光谱仪的文物材料分析研究进展

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1218-1226页

作者：王聪 Mara Camaiti 刘呆运铁付德曹颐戬中国-中亚人类与环境“一带一路”联合实验室(西北大学) 陕西西安710127 文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室(西北大学) 陕西西安710127 CNR-Institute of Geosciences and Earth Resources Florence 50121Italy 陕西省考古研究院陕西西安710043 考古探测与文物保护技术教育部重点实验室(西北工业大学) 陕西西安710072 西北工业大学文化遗产研究院陕西西安710072

文物承载着灿烂文明,传承着历史文化,是全人类的宝贵遗产。由于文物不可再生的珍贵性,以及最少干预的文物保护基本原则,无损分析技术始终是文物制作工艺研究、劣化机理及保护修复研究中材料分析的最主要技术手段。因此,研发、应用新型... 详细信息

文物承载着灿烂文明,传承着历史文化,是全人类的宝贵遗产。由于文物不可再生的珍贵性,以及最少干预的文物保护基本原则,无损分析技术始终是文物制作工艺研究、劣化机理及保护修复研究中材料分析的最主要技术手段。因此,研发、应用新型无损分析技术是文物保护利用的重要研究方向。近年来,源于遥感领域的便携式地物高光谱仪在文物材料分析中展现出强大应用潜力,并且已在石质古建筑、绘画等文物修复中成功应用。作为一种无需采样的非侵入式光谱技术,便携式地物高光谱仪可在极短时间获取一个涵盖可见光-近红外-短波红外波段(350~2500 nm)的全波段、高分辨率反射光谱。同时,其便携程度很高,对工作环境、光源等无特殊要求,可在野外文物或遗址现场原位使用。此外,在采集光谱数据的同时还可通过遥感技术实现数据的远程传输和分析。上述技术特点使其在文物材料分析中具有独特的应用优势。以光谱技术的基本原理为基础,首先介绍了目前文物材料分析中常用便携式地物高光谱仪的设备型号及其性能指标;其次细致梳理了近十年来其在有机质/无机质文物材料定性和定量分析、文物保护材料分析,以及文物修复原位、实时监测等方面的应用现状;之后深入探讨了谱图预处理的规范和建立标准波谱库等两个影响该技术应用效果的关键问题;最后展望了该技术的发展趋势,预期在脆弱有机质文物分析、多种分析技术联合应用和定量分析研究方面前景广阔。

关键词：地物高光谱仪文物材料分析无损分析

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改进双边滤波和阈值函数的图像增强算法

计算机工程与应用 2020年第3期56卷 207-213页

作者：常戬贺春泽董育理任营辽宁工程技术大学软件学院

针对基于单尺度Retinex算法产生的图像泛灰现象和光晕现象、基于双边滤波Retinex算法的泛灰现象及噪声放大现象。提出基于小波变换的改进双边滤波的Retinex图像增强算法和改进阈值函数去噪算法。该方法对图像进行小波分解,获得图像的低... 详细信息

针对基于单尺度Retinex算法产生的图像泛灰现象和光晕现象、基于双边滤波Retinex算法的泛灰现象及噪声放大现象。提出基于小波变换的改进双边滤波的Retinex图像增强算法和改进阈值函数去噪算法。该方法对图像进行小波分解,获得图像的低频和高频系数;采用改进双边滤波的Retinex算法对图像低频系数进行处理,采用改进阈值函数对高频系数进行处理;采用离散小波反变换得到增强后的重构图像;对重构图像进行分段性线性变换,增强图像对比度。实验结果表明,该方法避免了图像泛灰和光晕现象,并有效去除了噪声,细节丰富,对比度强,为图像后续处理奠定基础。

关键词：小波分解改进双边滤波 Retinex算法改进阈值函数离散小波反变换分段性线性变换

UiO-66-NH纳米材料的规模化合成及其在混合基质碳捕集膜中的应用研究

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洁净煤技术 2024年

作者：陈羿戬生梦龙李庆华王志天津大学化工学院天津大学化工学院化学工程研究所天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室天津大学化学工程联合国家重点实验室天津化学化工协同创新中心

UiO-66-NH2是一种典型Zr基金属有机框架（Zr-MOFs），在CO2吸附领域具有广阔应用前景，是与聚乙烯基胺（PVAm）结合制备混合基质膜（MMMs）的良好填料。但UiO-66-NH2合成反应的规模化效应明显，难以放大到十克级以上。本研究通过调节水... 详细信息

UiO-66-NH2是一种典型Zr基金属有机框架（Zr-MOFs），在CO2吸附领域具有广阔应用前景，是与聚乙烯基胺（PVAm）结合制备混合基质膜（MMMs）的良好填料。但UiO-66-NH2合成反应的规模化效应明显，难以放大到十克级以上。本研究通过调节水-乙酸的比例，合成了一系列UiO-66-NH2，并通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、比表面积测试与孔隙度分析（BET）对样品进行了表征。通过分析表征结果，提出一种水-乙酸促进Zr-MOFs二级结构（SBU）形成的机理，以此为指导成功实现UiO-66-NH2颗粒的百克级规模化合成。此外，将该材料与聚乙烯基胺（PVAm）结合制备了UiO-66-NH2/PVAm混合基质膜，用模拟烟道气(组成为15 vol% CO2，85 vol% N2)进行了分离性能测试，相较于纯PVAm膜，UiO-66-NH2/PVAm混合基质膜的分离性能得到提高，CO2渗透率达到1937 GPU，CO2/N2分离因子达到85。根据成本估算结果，采用混合基质膜可以有效减少碳捕集的成本，在实际燃煤烟道气碳捕集中具有应用前景。

关键词： UiO-66-NH 规模化制备膜分离 CO 捕集水促进