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基于逐层搜索法与快速导向滤波的图像去雾算法

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青岛大学学报（自然科学版） 2018年第4期31卷 83-88,94页

作者：李帅魏伟波潘振宽于腾赵胜楠青岛大学计算机科学技术学院青岛266071 青岛大学电子信息学院青岛266071

针对天空大气光照值计算不够精确这一问题,采用逐层搜索法对其进行改进,并结合快速导向滤波对透射率进行细化;对于去雾后的图像偏暗问题,采用非线性叠加处理的图像增强方法。对得到的去雾图像分别使用均方误差和峰值信噪比作为客观评价... 详细信息

针对天空大气光照值计算不够精确这一问题,采用逐层搜索法对其进行改进,并结合快速导向滤波对透射率进行细化;对于去雾后的图像偏暗问题,采用非线性叠加处理的图像增强方法。对得到的去雾图像分别使用均方误差和峰值信噪比作为客观评价标准。实验数据显示,改进算法能得到清晰度较好的去雾图像,相较于其它算法得到的图像更加自然,色彩还原度更高,去雾后某些区域偏暗问题也得到改善。

关键词：图像去雾暗原色先验逐层搜索法快速导向滤波图像增强

采用快速导向滤波的暗通道先验去雾算法的研究与实现

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数字技术与应用 2015年第11期33卷 122-123,127页

作者：王浩然合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230001

本文首先阐述了暗通道先验去雾的理论基础及其适用范围,其次对于基于暗通道优先理论的雾天图像清晰化处理的基础算法及可能进行优化的步骤进行了分析,最后在此基础之上采用了导向滤波与最新的快速导向滤波算法代替软抠图实现了算法的进... 详细信息

本文首先阐述了暗通道先验去雾的理论基础及其适用范围,其次对于基于暗通道优先理论的雾天图像清晰化处理的基础算法及可能进行优化的步骤进行了分析,最后在此基础之上采用了导向滤波与最新的快速导向滤波算法代替软抠图实现了算法的进一步优化。在上述理论研究基础之上,本文使用Matlab对多种雾天图像清晰化处理算法进行了逐一实现,并设计了综合比较系统,实现了直方图均衡化去雾算法、自适应直方图去雾算法以及SSR、MSR去雾算法等与暗通道优先算法在效果与效率上的对比分析。本系统不仅能够对这各种算法的最终结果和中间产物进行输出保存,还能够对各种算法进行算法效率和算法结果进行直观数字的对比。

关键词：雾天图像清晰化数字图像处理暗通道先验快速导向滤波

基于纹理免疫的JPEG预压缩图像降尺度因子检测

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计算机工程 2022年第5期48卷 272-280页

作者：党良慧张玉金路东生上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620

图像编辑工具的普及导致JPEG图像越来越容易被篡改,其中重采样操作方法通过几何变换能够使伪造的图像更加逼真,因此对JPEG图像进行重采样检测至关重要。传统的光谱分析法依据差分图像相邻极值的间隔遵循几何分布,以及在直方图上的峰值... 详细信息

图像编辑工具的普及导致JPEG图像越来越容易被篡改,其中重采样操作方法通过几何变换能够使伪造的图像更加逼真,因此对JPEG图像进行重采样检测至关重要。传统的光谱分析法依据差分图像相邻极值的间隔遵循几何分布,以及在直方图上的峰值呈现周期性,通过峰值分析对下采样因子进行估计,但由于图像纹理统计特征的周期性干扰了直方图的提取,导致检测准确性较低。提出一种用于JPEG预压缩图像降尺度因子检测的纹理免疫块效应分析算法,利用快速导向滤波对图像进行预处理,并去除图像的纹理和噪声。使用Canny算子对滤波后的图像进行边缘检测,以减轻周期性边缘的干扰,对图像进行交叉差分,从而凸显块效应,提高JPEG图像降尺度因子估计的准确性。在此基础上,结合极大似然估计和谱分析得出降尺度因子的估计值,减小估计误差。实验结果表明,该算法能有效削弱图像纹理对重采样估计的影响,具有较强的纹理免疫能力。

关键词：纹理免疫 JPEG预压缩图像快速导向滤波降尺度因子估计图像重采样检测 JPEG块效应交叉差分

基于图像增强与深度学习的变电设备红外热像识别方法

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中国电机工程学报 2021年第23期41卷 7990-7997页

作者：谭宇璇樊绍胜长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410114

红外热像的自动识别是变电设备缺陷与故障诊断的重要手段。针对目前变电设备的红外热像识别存在的极易受到背景杂波干扰、图像视觉效果差、缺乏智能方法等问题,使用快速导向滤波在去噪时保留边缘信息,提出参数自调整的Retinex算法对图... 详细信息

红外热像的自动识别是变电设备缺陷与故障诊断的重要手段。针对目前变电设备的红外热像识别存在的极易受到背景杂波干扰、图像视觉效果差、缺乏智能方法等问题,使用快速导向滤波在去噪时保留边缘信息,提出参数自调整的Retinex算法对图像进行增强,提高红外热像的对比度;改进YOLOv3网络的特征提取网络与损失函数提高变电设备的识别精度。经测试,5种变电设备的识别平均准确率可以达到94.85%,每张图片的识别速度为7.88ms/张。实验结果表明了该方法的准确性和快速性,为实现变电设备状态监测提供一定条件。

关键词：变电设备 YOLOv3 红外热像识别图像增强快速导向滤波

纹理免疫的JPEG预压缩图像降尺度因子检测

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计算机工程 2021年

作者：党良慧张玉金路东生上海工程技术大学电子电气工程学院

重采样操作通过几何变换使伪造的图像更加逼真。JPEG图像作为信息的重要载体，对其进行重采样检测至关重要。光谱分析法对于JPEG图像的下采样检测较为困难。依据重采样引起的块效应网格移位，其差分图像相邻极值的间隔遵循几何分布，并... 详细信息

重采样操作通过几何变换使伪造的图像更加逼真。JPEG图像作为信息的重要载体，对其进行重采样检测至关重要。光谱分析法对于JPEG图像的下采样检测较为困难。依据重采样引起的块效应网格移位，其差分图像相邻极值的间隔遵循几何分布，并在直方图上呈现周期性的峰值。由于图像纹理的统计特征具有周期性，干扰直方图的提取，影响检测结果的准确性。本文提出一种纹理免疫块效应分析模型，用于JPEG预压缩图像的降尺度因子估计。首先利用快速导向滤波去除图像的纹理和噪声；其次，计算交叉差分图像极值区间的直方图，获取直方图变化的统计特性；最后，结合极大似然估计和谱分析得出降尺度因子的估计值。实验结果表明，该算法优于一些检测方法，验证了算法能有效削弱图像纹理对重采样估计的影响，具有较强的纹理免疫能力。

关键词：纹理免疫 JPEG预压缩图像快速导向滤波降尺度因子估计图像重采样检测 JPEG块效应交叉差分

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航拍图像去雾优化算法研究

深圳大学学报（理工版） 2018年第5期35卷 487-493页

作者：刘翠响张莎王宝珠袁香伟河北工业大学电子信息工程学院天津300401

为优化航拍图像的去雾算法,提出基于暗通道规律的快速去雾、四叉树子空间划分层次搜索算法和快速导向滤波整合处理的综合去雾优化方法,发现相比原单一算法,新算法的复杂度被大幅降低,同时提高了图像清晰度.通过研究不同算法的图像处理... 详细信息

为优化航拍图像的去雾算法,提出基于暗通道规律的快速去雾、四叉树子空间划分层次搜索算法和快速导向滤波整合处理的综合去雾优化方法,发现相比原单一算法,新算法的复杂度被大幅降低,同时提高了图像清晰度.通过研究不同算法的图像处理结果发现,单独使用某一算法只能优化图像的某一方面,整体效果不明显,而采用这3种优化算法综合处理后的航拍有雾图像,清晰度至少提高11. 57%,峰值信噪比至少增加1. 88%,综合优化算法耗时比单一优化算法至少缩短了37. 49%,不仅去雾效果好且实时性高.分别对雨天和雪天情况下的雾气图像进行实验分析,结果证明,该综合算法对雨天和雪天的有雾航拍图像同样有效.分别采用多尺度Retinex算法、直方图去雾算法和本研究提出的综合去雾算法对航拍有雾图像进行去雾处理,本算法清晰度高,更适合航拍图像.

关键词：图像处理航拍图像去雾暗通道四叉树快速导向滤波多尺度Retinex 直方图去雾

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基于谱分析的JPEG图像重采样检测研究

基于谱分析的JPEG图像重采样检测研究

作者：党良慧上海工程技术大学

学位级别：硕士

目前JPEG图像作为信息的重要载体,是人们获取信息的主要来源之一。随着各种图像编辑工具的普及,JPEG图像很容易被篡改,对其进行取证研究刻不容缓。在图像伪造过程中,通常会对篡改区域进行重采样操作(旋转、缩放、扭曲等),使合成的伪造... 详细信息

目前JPEG图像作为信息的重要载体,是人们获取信息的主要来源之一。随着各种图像编辑工具的普及,JPEG图像很容易被篡改,对其进行取证研究刻不容缓。在图像伪造过程中,通常会对篡改区域进行重采样操作(旋转、缩放、扭曲等),使合成的伪造图像更加逼真。因此,重采样痕迹取证有助于鉴别图像的真伪,具有较高的理论研究意义和实用价值。现有的JPEG图像重采样检测仍存在一定的难度与挑战。一方面针对JPEG图像降尺度因子的检测,现有算法多是利用傅里叶峰值(重采样峰或移位的JPEG峰)进行估计,但由于降尺度峰值微弱,同时移位JPEG峰会产生干扰,导致检测误差较大;另一方面针对[1°,15°]区间内的旋转角度估计,现有基于重采样峰估计的算法,由于峰值微弱且JPEG压缩会对频谱图带来额外的干扰,导致旋转角度检测精度较低。围绕以上两个问题,本文展开了进一步的研究,主要工作如下:(1)针对JPEG图像的降尺度(下采样)因子估计,本文提出了一种纹理免疫的JPEG图像降尺度因子检测方法。现有算法大多只通过谱分析,本文首先从理论上分析了光谱法的局限性,结合秩统计研究发现差分图像的相邻极值区间间隔的直方图遵循几何分布。JPEG图像由于重采样引起的块效应网格移位,其直方图上呈现周期性的峰值。为了减弱图像纹理和噪声的干扰,首先,利用快速导向滤波去除图像的纹理和噪声;其次,计算交叉差分图像极值区间的直方图,获取直方图变化的统计特性;最后,利用极大似然估计和谱分析得出降尺度因子的估计值。实验结果表明,与现有一些算法相比,针对不同的压缩质量因子和不同的插值方法,本文所提的JPEG图像降尺度因子估计算法的检测误差均较小,可以更有效地估计JPEG图像的降尺度因子。(2)当图像经历旋转操作后,现有JPEG图像角度估计算法的性能易受到块效应的干扰,且对于旋转角度区间为[1°,15°]的估计仍然具有挑战性。本文提出一种基于块效应谱分析的JPEG图像旋转角度估计算法。首先使用变异蚁群算法提取图像的边缘并将其移除以突显块效应;然后通过交叉差分进一步减轻图像内容的影响;再通过设定合理的阈值和使用高斯高通滤波器移除傅里叶变换域的无关峰值,以减少干扰;最后将傅里叶频谱的幅值分量投影到极坐标中,利用极坐标中峰值对应的极角坐标估计旋转角度。实验结果表明,针对旋转角度位于[1°,15°]区间内的小尺寸JPEG图像检测,本文方法比现有方法具有更低的平均绝对误差。此外,当压缩质量因子逐渐下降时,本文算法的性能仍然优于现有方法,对JPEG压缩具有更好的鲁棒性。

关键词：图像被动取证重采样快速导向滤波变异蚁群算法谱分析

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基于生成对抗网络的单幅图像去雨的研究应用

基于生成对抗网络的单幅图像去雨的研究应用

作者：熊昌重庆师范大学

学位级别：硕士

图像去雨是计算机视觉领域的一项重要任务,目前受到越来越多人的关注。雨会给捕获的图像和视频带来视觉降级。特别是在大雨中,雨条纹可能会造成背景场景的严重遮挡。雨条纹的累积与水粒子一起在背景上形成一层面纱,显著降低了场景的对... 详细信息

图像去雨是计算机视觉领域的一项重要任务,目前受到越来越多人的关注。雨会给捕获的图像和视频带来视觉降级。特别是在大雨中,雨条纹可能会造成背景场景的严重遮挡。雨条纹的累积与水粒子一起在背景上形成一层面纱,显著降低了场景的对比度并降低了能见度。人类视觉和许多计算机视觉算法都受到这种退化的影响,因为这些算法中的大多数都假设天气晴朗,没有雨条纹和雨水积累的干扰。因此,从雨中恢复图像背景信息,称为图像去雨,在许多实际应用中是非常需要的。在深度神经网络中拥有较好的特征学习和特征表达能力的网络就是生成对抗网络,所以在本文中选择了生成对抗网络作为单幅图像去雨模型的基础网络结构。利用对抗博弈训练的思想去生成清晰的无雨图像。为此,本文开展了基于生成对抗网络单幅图像去雨研究,主要工作内容包括:(1)基于生成式对抗网络和单幅图像去雨特点,本文设计出了一种针对单幅图像去雨的神经网络模型。在生成网络部分选择了编码解码结构作为去雨图像的生成结构,同时为了在不使性能降低的前提下使得神经网络模型尽可能的减少计算资源和计算机时间,在模型中主要采用了卷积操作。(2)基于注意力生成对抗网络去雨方法进行改进,通过分析发现该方法能够很好去除图像中雨滴但对图像存在的雨线去除较差。在影响图像的整体质量中,雨滴与雨水条纹不同。由于大多数雨滴都是透明的,因此仍然可以通过雨滴反射一些背景信息,从而为图像恢复提供有价值的信息。针对此点本文在网络结构中添加了雨线提取模块,提高对图像中雨线的关注,以及在损失函数设计中加入颜色损失,使得生成图像更加真实。通过实现对比,改进后的方法具有一定的优越性。(3)利用注意力生成对抗网络去雨改进方法,设计并实现了一个基于微信小程序移动端的单幅图像去雨系统。对单幅图像去雨系统从需求分析、系统概要设计、系统详细设计与实现以及系统测试进行了分析阐述。最后,测试结果表明了系统的可用性和实用性。

关键词：图像去雨生成对抗网络快速导向滤波注意力机制

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车载视频实时去雾算法的研究与实现

车载视频实时去雾算法的研究与实现

作者：吴冬夏华南理工大学

学位级别：硕士

在雾霾天气环境下,道路能见度下降。车辆在行驶过程中,由于视野受阻容易引发交通事故。车载视频实时去雾系统能够在雾霾天气下实时采集前方道路图像并恢复出较清晰图像,帮助驾驶员准确判断前方道路状况,从而避免交通事故的发生。同时,... 详细信息

在雾霾天气环境下,道路能见度下降。车辆在行驶过程中,由于视野受阻容易引发交通事故。车载视频实时去雾系统能够在雾霾天气下实时采集前方道路图像并恢复出较清晰图像,帮助驾驶员准确判断前方道路状况,从而避免交通事故的发生。同时,目前市面上基于视觉的先进辅助驾驶系统大都不能处理雾霾图像。因此,在雾天条件下,由于采集图像对比度、清晰度的下降会影响先进辅助驾驶系统决策的准确性,甚至使其失效。车载视频实时去雾系统能够作为其他基于视觉的先进辅助驾驶系统的预处理系统,帮助提高鲁棒性。因此,对车载视频实时去雾算法的研究具有十分重要的现实意义。本文首先从雾霾成因及雾天图像成像清晰度、对比度下降原因出发,介绍了当前图像去雾算法中常用的大气散射模型,并介绍了评价图像去雾质量的客观评价指标。然后介绍了基于暗通道先验的图像去雾算法,并针对其存在的大气光强度估计误差、明亮区域透射率估计偏低等问题进行改进,最后对恢复图像进行增强以改善视觉效果。接着,在改进的图像去雾算法基础上,首先利用滑动均值滤波对帧间大气光强度估计值进行平滑,改善去雾视频的闪烁抖动,然后利用视频前后帧的相关性降低大气光强度估计的计算复杂度,最后采用基于灰度引导图像的快速导向滤波算法对透射率进行优化,在保证恢复视频质量的前提下提高视频去雾速度。为了验证算法的有效性,本文在目前车载系统中常见的Android平台上实现视频去雾算法,并对算法性能、效果等进行测试。测试结果表明,本文提出的车载视频去雾算法能够在资源受限的Android平台上对雾天视频图像进行实时去雾,且去雾后视频质量较好。

关键词：大气散射模型暗通道先验快速导向滤波实时去雾 Android