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低照度图像的增强及降噪技术研究

低照度图像的增强及降噪技术研究

作者：罗玲利西安电子科技大学

学位级别：硕士

图像或视频采集设备在低照度条件下获取到的图像不仅可辨识性非常低，而且含有大量的噪声，这使得智能交通、视频监控和目标识别等计算机视觉系统的性能受到了较大的影响。因此，对低照度图像做增强和降噪处理具有非常重要的价值。 ... 详细信息

图像或视频采集设备在低照度条件下获取到的图像不仅可辨识性非常低，而且含有大量的噪声，这使得智能交通、视频监控和目标识别等计算机视觉系统的性能受到了较大的影响。因此，对低照度图像做增强和降噪处理具有非常重要的价值。首先，本文研究了常用的低照度图像增强算法，然后在分析了低照度图像和白天有雾图像的联系的基础上，提出了一种通用的基于去雾技术的低照度图像增强算法。实验结果表明，本文提出的算法能较好地增强低照度图像，使原本难以辨识的大部分特征显现出来。接着，本文分析了常用的图像降噪算法，详细介绍了双边滤波器的原理和特性，并据此提出了一种改进的基于联合双边滤波器的图像降噪方法。实验结果表明，该方法可以较好的降低增强后图像的噪声。最后，本文还给出了该算法的处理结果与原始图像的对比、与白天同一地点图像的对比以及与其他增强算法处理结果的对比，更好的说明了本文算法的有效性。

关键词：低照度图像增强图像去雾图像降噪双边滤波

基于神经网络的飞行器空中侦查时低照度图像增强系统

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机械设计与制造 2023年第9期391卷 163-168页

作者：杨允权刘国宁孙克文杨洁郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001

飞行器航拍时,由于飞行环境和飞行姿态的影响,会导致图像出现细节丢失和颜色失真从而影响图片质量,对图像中的目标准确识别带来挑战。针对这一问题,提出了一种Ritinex理论和基于神经网络深度学习相结合的方法,利用低照度图像增强算法来... 详细信息

飞行器航拍时,由于飞行环境和飞行姿态的影响,会导致图像出现细节丢失和颜色失真从而影响图片质量,对图像中的目标准确识别带来挑战。针对这一问题,提出了一种Ritinex理论和基于神经网络深度学习相结合的方法,利用低照度图像增强算法来提高图像质量,从而实现侦查目标的准确识别。在AlexNet神经网络构架中引入U-net结构,根据Retinex理论采用分组卷积和深层卷积块构建了用于低照度图像增强神经网络构架,并加入亮度调整因子对分解结果进行增强。实验表明,本研究提出的方法和其它常用算法相比,有较好的整体视觉效果。另外,基于该方法所开发的低照度图像增强系统在搭建的无人机航拍平台上的应用也显示了其可靠性和准确性。

关键词：空中侦查 Retinex理论低照度图像增强深度学习

Retinex理论下基于融合思想的低照度彩色图像增强算法

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科学技术与工程 2019年第13期19卷 151-157页

作者：卢玮高涛王翠翠陈本豪张赛长安大学信息工程学院西安710064

针对Retinex算法处理后的图像边缘保持性差,易产生光晕和过增强的缺点,以及双边滤波易造成图像细节丢失的现象,提出了一种Retinex理论下基于融合思想的图像增强算法。该算法首先在YCb Cr颜色空间提取亮度Y分量,对亮度分量进行大、中、... 详细信息

针对Retinex算法处理后的图像边缘保持性差,易产生光晕和过增强的缺点,以及双边滤波易造成图像细节丢失的现象,提出了一种Retinex理论下基于融合思想的图像增强算法。该算法首先在YCb Cr颜色空间提取亮度Y分量,对亮度分量进行大、中、小不同尺度的MSR增强,获得细节信息保留较好的亮度图像,同时在RGB颜色空间对图像进行基于双边滤波的单尺度Retinex增强,获得边缘信息较好的增强图像;然后对增强后的两幅图像加权融合;最后对融合的图像进行颜色恢复处理得到最终的增强图像。通过本文算法与经典SSR、MSR和MSRCR算法处理后的图像进行比较,实验结果表明,本文算法处理后的图像在细节、颜色和边缘保持方面都优于其他算法,并且避免了光晕和过增强现象的发生。

关键词：低照度 Retinex 双边滤波图像增强

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基于光照模型的低照度图像增强

激光杂志 2023年第8期44卷 65-73页

作者：张学乾靳伍银兰州理工大学机电工程学院兰州730050

为了增强低照度图像,降低不均匀光照的影响,根据光照反射模型和图像融合理论,提出了一种基于物理模型和非线性函数的图像增强方法。首先,将图像从RGB转换为HSI颜色空间,利用多角度Gabor函数提取I分量的反射分量,然后根据韦伯-费希纳定... 详细信息

为了增强低照度图像,降低不均匀光照的影响,根据光照反射模型和图像融合理论,提出了一种基于物理模型和非线性函数的图像增强方法。首先,将图像从RGB转换为HSI颜色空间,利用多角度Gabor函数提取I分量的反射分量,然后根据韦伯-费希纳定律和对数缩放函数构造亮度增强模型增强反射分量。最后,采用一种图像融合策略,融合不同参数增强后的反射分量。实验结果表明,本方法产生的图像具有更高的可见性和更好的视觉质量,在方差、信息熵、平均梯度几个客观评价指标方面也优于目前的低照度图像增强方法。

关键词：图像增强 Gabor函数图像融合低照度

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一种新的低照度彩色图像降噪算法

电视技术 2010年第2期34卷 14-16页

作者：邹建华李小霞西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010

针对低照度监控图像存在大量噪声的情况,按照视觉心理感知特性选择HSV颜色空间,在此空间提出了一种新的低照度彩色图像降噪的算法,保持色调不变,针对饱和度和亮度分量的不同特征,分别采用了中值滤波和基于边缘提取的降噪方法。实验结果... 详细信息

针对低照度监控图像存在大量噪声的情况,按照视觉心理感知特性选择HSV颜色空间,在此空间提出了一种新的低照度彩色图像降噪的算法,保持色调不变,针对饱和度和亮度分量的不同特征,分别采用了中值滤波和基于边缘提取的降噪方法。实验结果表明该算法在保持了色调和边缘不变的同时,提高了图像信噪比,降噪效果明显。

关键词：低照度视觉特性 HSV色彩空间图像降噪

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低照度图像增强与去噪研究

低照度图像增强与去噪研究

作者：余瑾华中师范大学

学位级别：硕士

由于采集设备的不完善和天气环境等外界因素的干扰,在光照不足时往往获取到的图像都是噪声多、对比度低、灰度范围小的低照度降质图像,针对这一问题,本文从低照度图像的增强和去噪两个方面进行了深入研究。本文首先提出了一种基于大气... 详细信息

由于采集设备的不完善和天气环境等外界因素的干扰,在光照不足时往往获取到的图像都是噪声多、对比度低、灰度范围小的低照度降质图像,针对这一问题,本文从低照度图像的增强和去噪两个方面进行了深入研究。本文首先提出了一种基于大气散射模型的低照度图像的同时增强和去噪算法。算法第一步先求取所采集到的低照度图像的反转图像,由于反转图像R、G、B三通道中G通道的噪声含量相对较少,因此,把G通道图最大值滤波后的图像作为引导图,对反转图像的最小值图像做改进融合梯度信息的引导滤波,进行低照度图像的同时增强和去噪,因为低照度图像的反转图像与有雾图像具有很多的相似性,所以利用大气散射模型,复原得到低照度图像细节增强和噪声减少的高质量图像。最后,为了避免复原后图像的颜色失真,对增强后的图像进行迭代白平衡处理,提高改进后图像的视觉效果。本文还提出了一种改进自适应双平台直方图均衡的低照度图像增强与去噪算法。算法根据低照度图像本身的特点,首先自适应的选取平台直方图均衡化中的两个平台阈值,即上平台值和下平台值,目的是抑制低照度图像背景噪声的同时突出图像的小目标细节信息。低照度图像进行双平台直方图均衡化处理的同时借助数学模型S型曲线对映射范围进行优化,最后利用自适应中值滤波对增强后的图像进行进一步的去噪,提高图像质量和清晰度。本文对多组低噪度图像进行了实验,结果表明本文算法对低照度图像的增强和去噪效果明显,并且算法的时空间复杂度较低,在处理低照度降质图像时具有较好的鲁棒性和实用性。

关键词：低照度图像增强图像去噪引导滤波直方图均衡

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低照度图像增强算法研究

低照度图像增强算法研究

作者：程中林安徽大学

学位级别：硕士

在数字图像处理中,图像增强处理通常不考虑图像质量下降的原因,只根据图像特点和处理目的,采用一定的技术,有选择地突出图像中感兴趣的特征,同时可能会压制另一部分信息,从而达到改善图像的视觉效果,或者是为了方便人或计算机对图像的... 详细信息

在数字图像处理中,图像增强处理通常不考虑图像质量下降的原因,只根据图像特点和处理目的,采用一定的技术,有选择地突出图像中感兴趣的特征,同时可能会压制另一部分信息,从而达到改善图像的视觉效果,或者是为了方便人或计算机对图像的分析和处理,它的主要目的是提高图像的可懂度。根据不同的作用域传统图像增强方法可分为空间域和频率域方法。空间域法是指在空间域内直接对像素的灰度值进行运算处理,常用的空间域法有图像的灰度变换、直方图修正、图像空间平滑和锐化处理、伪彩色处理等。频率域法是在图像的某种变换域内,对图像的变换值进行增强处理,然后通过逆变换获得增强图像。传统的增强方法由于具有方法简单、效果明显等特点,许多方法已经在实际中得到广泛的应用。但是,传统的这些方法中使用了大量的假设,而研究表明算法中的假设越多,其性能越差。图像处理算法的自适应则是一种合理的解决方法。因为针对不同情况进行处理时,其假设条件会减少并且更接近实际情况。本文首先针对常见的基于直方图均衡化图像增强算法进行了研究、比较,分析了其在图像增强中存在的不足。然后列出了几种改进的方法,结合实验结果和数据,指出其优点和进一步改进的地方。接着,本文针对常见的固定监控视频图像,提出了基于像素统计的自适应图像增强方法,这种方法对较为简单的场景能获得较好的效果,但是需要先验的白天图像,因而受先验的客观条件影响较大。为此,本文最后又根据前人工作提出了一种改进的基于时空域累积滤波去噪和色调映射函数。它不依赖于先验的白天图像,主要利用相邻帧的信息来增强当前像素。对以上两种图像增强方法,本文分别给出了算法实现过程,并做了大量的实验进行验证,从而使提出的改进方法对于某些图像能获得比传统的增强方法更好的效果。

关键词：低照度去噪统计双边滤波色调映射

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低照度图像增强与去噪研究

低照度图像增强与去噪研究

作者：涂清华华侨大学

学位级别：硕士

在数字信息化时代的今天,图像已成为一种重要的获取和传递信息的媒介。然而现实中拍摄的图像,常常由于光线昏暗、曝光不足及背光拍摄等原因,使得电子设备采集到的图像或视频往往亮度、对比度低,动态范围小且含噪声较多,严重影响了图像... 详细信息

在数字信息化时代的今天,图像已成为一种重要的获取和传递信息的媒介。然而现实中拍摄的图像,常常由于光线昏暗、曝光不足及背光拍摄等原因,使得电子设备采集到的图像或视频往往亮度、对比度低,动态范围小且含噪声较多,严重影响了图像的辨识,因此研究低照度图像增强与去噪具有重要的意义。本文针对低照度图像亮度、对比度低,含噪声较多的特性,提出了对应的低照度图像增强和去噪算法,文章的主要工作如下:(1)研究现有的低照度图像增强算法,从全局信息和局部信息的角度对低照度图像进行分析,提出了一种新的基于灰度变换和细节增强的HDR(High Dynamic Range)图像增强算法。利用自适应灰度映射,快速提升图像暗区域亮度的同时压缩图像亮区域动态范围,同时利用增强高频细节信息的方法增强图像局部对比度,增强图像细节清晰、颜色自然。(2)研究研究基于Retinex的图像增强算法,分析了传统Retinex算法存在偏色、光晕现象和过增强的原因,提出了一种新的基于域滤波的Retinex图像增强算法。通过域滤波精确估计光照图像,对光照图像进行自适应亮度提升,从而得到增强后的亮度图像。通过CLAHE(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization)算法增强图像局部对比度,克服了传统Retinex算法存在偏色、亮区域过增强和光晕效应的缺点。将所提算法扩展应用于夜间雾天图像增强,增强图像细节清晰,颜色自然,且含噪声较少,能有效地克服偏色现象。(3)分析低照度条件下噪声的特性,提出了一种结合空域和频域滤波的去噪方法。在空域对图像引导滤波去除绝大多数高频噪声;再对图像进行小波变换,对近似部分小波系数进行小尺度引导滤波,对垂直、对角、水平部分小波系数进行自适应小波阈值去噪,以进一步去除部分高频噪声和低频噪声,滤波图像较清晰,能够较好地保留图像的边缘等细节信息。最后将低照度图像增强算法在Android平台上实现,设计低照度图像增强App软件,经过优化,App软件基本达到实时。

关键词：低照度 Retinex 引导滤波小波阈值去噪 Android

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基于神经网络的低照度真彩色图像增强

计算机工程与设计 2010年第12期31卷 2835-2837,2841页

作者：窦易文周鸣争卢桂馥安徽工程科技学院计算机科学与工程系安徽芜湖241000

针对人类在低照度环境下的视觉难以分辨目标形态及其颜色的缺陷,提出了一种真彩色图像增强方法。通过普通摄像机分别采集理想光照环境下和低照度环境下的图像,送入神经网络进行误差反传,修改权值并完成非线性映射,测试过程采用主观和客... 详细信息

针对人类在低照度环境下的视觉难以分辨目标形态及其颜色的缺陷,提出了一种真彩色图像增强方法。通过普通摄像机分别采集理想光照环境下和低照度环境下的图像,送入神经网络进行误差反传,修改权值并完成非线性映射,测试过程采用主观和客观的评价方法。与直方图均衡化方法相比,基于神经网络的低照度真彩色图像增强方法有效且能得到了较好的增强效果。

关键词：低照度 BP神经网络彩色图像增强直方图均衡化峰值信噪比(PSNR)