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暗视觉环境下图像增强算法研究

暗视觉环境下图像增强算法研究

作者：向丽娟重庆邮电大学

学位级别：硕士

图像采集传感器在暗视觉环境下的成像,存在图像亮度低、细节信息不突出、噪声大、对比度低等问题,会严重地影响人眼的辨识能力以及后续图像处理。针对上述问题,本论文改进了一种暗视觉环境下图像增强方法,对暗视觉环境下成像的低质量图... 详细信息

图像采集传感器在暗视觉环境下的成像,存在图像亮度低、细节信息不突出、噪声大、对比度低等问题,会严重地影响人眼的辨识能力以及后续图像处理。针对上述问题,本论文改进了一种暗视觉环境下图像增强方法,对暗视觉环境下成像的低质量图像进行增强处理,使人眼和计算机能够识别图像中隐藏的真实信息。针对暗视觉环境下图像亮度低,导致人眼无法识别图像信息的问题,本论文改进了一种基于Retinex的暗视觉环境下图像亮度增强算法。首先,估计暗视觉环境下图像的全局照度图像和局部照度图像,将全局照度图像和局部照度图像的对应像素点进行加权平均,得到具有全局和局部特征的初步估计照度图像;然后,采用改进的加权引导滤波对初步估计照度图像进行多尺度保边平滑滤波,得到滤波后的照度图像;再对滤波后的照度图像进行自适应伽马校正,得到校正后的照度图;最后,根据Retinex理论和校正后的照度图像,求解反映图像细节信息的反射图像,即亮度增强的暗视觉环境下图像。针对暗视觉环境下图像细节信息不突出、噪声大、对比度低的问题,本论文在暗视觉环境下图像亮度增强的基础上进行图像细节增强处理。首先,仅对反射图像的亮度通道图像进行三维块匹配滤波去噪处理,反射图像的颜色通道保持不变;然后,使用反锐化掩膜法对去噪后的亮度通道进行图像对比度增强处理;最后,将对比度增强的亮度通道图像与反射图像的颜色通道图像融合得到细节增强的图像。为了验证本论文暗视觉环境下图像增强算法的有效性,对暗视觉环境下图像进行仿真对比实验,并设计主观评价实验。实验结果表明本论文算法能够有效增强暗视觉环境下图像的亮度、对比度和清晰度,在主观和客观上都有较好的结果。

关键词：暗视觉图像增强 Retinex 加权引导滤波

暗视觉环境下基于卷积神经网络的图像增强算法的研究

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暗视觉环境下基于卷积神经网络的图像增强算法的研究

作者：赵颖重庆邮电大学

学位级别：硕士

人眼中存在两种受体细胞,视锥细胞和视杆细胞。这两种细胞会根据周围环境亮度的不同将视觉分为明视觉、中间视觉和暗视觉。在图像采集的过程中,暗视觉环境下采集到的图像会因为周围环境光照不足,设备接收到的反射光线较弱,影响图像成像... 详细信息

人眼中存在两种受体细胞,视锥细胞和视杆细胞。这两种细胞会根据周围环境亮度的不同将视觉分为明视觉、中间视觉和暗视觉。在图像采集的过程中,暗视觉环境下采集到的图像会因为周围环境光照不足,设备接收到的反射光线较弱,影响图像成像的质量,使图像整体呈现黑暗状态,导致人眼不能直接获取图像中的有用信息,对图像的进一步处理也产生了影响。由于暗视觉环境下的图像存在亮度低、对比度低和内容不清晰等问题,而卷积神经网络在图像生成方面具有很大的优势。因此,本论文结合卷积神经网络,提出了一种暗视觉环境下的图像增强算法。论文的主要工作包括:1.针对暗视觉环境下的图像亮度过低的问题。本论文结合Retinex算法原理,将采集到的暗视觉环境下的图像进行分解,得到光照图像和反射图像,将分解出的光照图像进行反转,再将反转之后的图像与暗视觉环境下的图像进行连接,输入到改进后的生成网络中,从而达到提高增强图像的整体亮度的目的;2.针对图像增强过程中出现的图像细节丢失,像素偏差的问题。本论文结合U-Net网络的结构特点,对生成网络进行了改进。结合人眼对图像视觉感知过程的特点,添加了基于图像结构相似度的损失函数,使图像能更好的满足人眼视觉要求;3.针对采集图像时引入的图像噪声和增强后图像存在部分颜色偏差的问题。本论文利用Dn CNN去噪网络对增强后的图像以及暗视觉环境下图像的反射图像进行去噪处理,再将两幅去噪后的图像叠加在一起,实现了对图像去噪和颜色校正的图像优化处理。最后,本论文将改进后的方法与其他四种图像增强方法进行对比,并且分别进行了主观评价和客观评价。实验结果表明,使用本论文提出的方法获得的图像的亮度和细节都有所提高,图像整体视觉效果也得到改善。

关键词：暗视觉生成式对抗网络图像增强颜色校正

暗视觉测量及中间视觉评价体系——以1980A彩色亮度计为测试工具

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灯与照明 2014年第3期38卷 1-3,10页

作者：倪孟麟张莹张志宏董树凯天津市照明学会计量测试专业委员会

文章提出了亮度低于明视觉条件下照明的技术关键以及对相关测色仪器的选型。建立中间视觉光度学系统一直是国际照明界研究的热点,1980A彩色亮度计亮度测试范围宽达10-4cd/m2到108cd/m2,有两组滤波器旋转支架,每组可分别装入七种光片,因... 详细信息

文章提出了亮度低于明视觉条件下照明的技术关键以及对相关测色仪器的选型。建立中间视觉光度学系统一直是国际照明界研究的热点,1980A彩色亮度计亮度测试范围宽达10-4cd/m2到108cd/m2,有两组滤波器旋转支架,每组可分别装入七种光片,因此可以实现在一台1980A分别装入明视觉滤光片PHOTOPIC和夜视滤光片Scotopic(night vision)Filter,可以实现分别测量和研究相应情况下人类的明视觉和暗视觉准确获取S/P数值,在照明领域有广泛应用价值。

关键词：彩色亮度计视场角暗视觉中间视觉评价体系明视觉锥状细胞杆状细胞

了解人眼明暗视觉, 加深对临床视觉电生理的理解

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中华实验眼科杂志 2023年第8期41卷 795-800页

作者：黄厚斌解放军总医院海南医院眼科三亚572013 解放军总医院眼科医学部北京100853

临床视觉电生理检查对刺激光有着严格的制定标准和量化方法, 其中涉及到人眼的明视觉和暗视觉感知概念。明视觉是在明亮环境下主要由视锥细胞参与的视觉感知活动, 暗视觉是在黑暗环境下主要由视杆细胞参与的视觉感知活动。即使光源的额... 详细信息

临床视觉电生理检查对刺激光有着严格的制定标准和量化方法, 其中涉及到人眼的明视觉和暗视觉感知概念。明视觉是在明亮环境下主要由视锥细胞参与的视觉感知活动, 暗视觉是在黑暗环境下主要由视杆细胞参与的视觉感知活动。即使光源的额定功率相同, 不同光谱光源在相同或不同的视觉环境下人眼所感知的亮度(光通量)也有所不同。为了使眼科医师和临床视觉电生理检查技师能够准确地理解视觉电生理国际标准中关于刺激光的设定机制和记录结果, 本文详细介绍人眼明暗视觉概念、不同视觉环境下亮度的测量和表示、光源在明暗视觉下的光通量等基本概念, 解读明暗视觉概念在临床视觉电生理中的应用。

关键词：明视觉暗视觉临床视觉电生理刺激光强度光通量光视效能

暗视觉及中间视觉条件下照明工程的技术基础——照明领域有重要应用价值的1980A彩色亮度计

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暗视觉及中间视觉条件下照明工程的技术基础——照明领域有重要应...

海峡两岸第二十二届照明科技与营销研讨会

作者：倪孟麟张莹张志宏董树凯天津市照明学会计量测试专业委员会天津光电星球显示设备有限公司

建立中间视觉光度学系统一直是国际照明界研究的热点,对照明工程的发展有着重要的意义,1980A彩色亮度计亮度测试范围宽达10cd/m到10cd/m,有两组滤波器旋转支架,每组可分别装入七种光片,因此可以实现在一台1980A彩色亮度计分别装入明视... 详细信息

建立中间视觉光度学系统一直是国际照明界研究的热点,对照明工程的发展有着重要的意义,1980A彩色亮度计亮度测试范围宽达10cd/m到10cd/m,有两组滤波器旋转支架,每组可分别装入七种光片,因此可以实现在一台1980A彩色亮度计分别装入明视觉滤光片PHOTOPLC和夜视滤光片Scotopic(night vision)Filter,可以实现分别确切测量和研究相应情况下人类的明视觉和暗视觉获取S/P数值,在照明领域有广泛应用价值。

关键词：彩色亮度计暗视觉中间视觉明视觉锥状细胞杆状细胞

来源： cnki会议评论

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老年人群明、暗视觉相关生活质量的初步研究

老年医学与保健 2011年第4期17卷 221-224页

作者：姚远邱庆华吴星伟许迅上海交通大学附属第一人民医院眼科上海市200080

目的研究一个适合测量我国老年人的视觉相关生活质量量表。进而用其初步评价老年人群明视觉及暗视觉相关生活质量。方法以NEI—VFQ25项量表为基础形成中文视觉相关生活质量量表，将其中与功能相关的第二部分量表分为明视觉及暗视觉两部... 详细信息

目的研究一个适合测量我国老年人的视觉相关生活质量量表。进而用其初步评价老年人群明视觉及暗视觉相关生活质量。方法以NEI—VFQ25项量表为基础形成中文视觉相关生活质量量表，将其中与功能相关的第二部分量表分为明视觉及暗视觉两部分。应用此表测量了300例20岁～70岁（分为三组）经检查无明显眼科疾病的正常人，通过统计学指标筛选，最终选择31个指标形成本研究使用的视觉相关生活质量量表。对此量表进行效度和信度的评价，观察正常老年人群明、暗视觉相关生活质量。结果该量表31项指标，包括全身情况、视觉相关功能、社会功能、精神心理四个方面。（1）内容效度：四个分项与总分的相关系数为0．942，0．774，0．635，0．433（P=0．000）；区分效度：r=9．353，P=0．000；（2）重测信度：r=0．721，P=0．000；克朗巴赫系数：a=0．853；分半信度：R=0．911。分析第二部分视功能相关量表得分：（1）明视觉相关项目得分中青年组（43．14±1．62）分、老年前期组（40．56±2．13）分、老年组（38．17±1．79）分；（2）暗视觉相关项目得分：中青年组（42．52±1．73）分、老年前期组（29．98±1．08）分、老年组（16．15±1．88）分；B组与A组比较中，明视觉相关生活质量得分下降4．65％（P〉0．05）差异无统计学意义，暗视觉相关生活质量得分下降28．57％（P〈0．05）差异有统计学意义；C组与A组比较中，明、暗视觉相关生活质量得分分别下降11．62％（P〈0．05）、61．90％（P〈0．05）差异均有统计学意义；B组与C组比较中，明视觉相关生活质量得分下降7．31％（P〉0．05）差异无统计学意义，暗视觉相关生活质量得分下降46．66％（P〈0．05）差异有统计学意义。结论该量表可以用来检测我国正常老年人群的视觉相关生活质量，具有较满意的效度、信度。随着年龄的增长，视杆系统功能衰退的速度快于视锥系统，该量表对于视杆系统功能衰退的反映与理论相符合。

关键词：老年人生活质量明视觉暗视觉

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LED在道路照明中的光效优势

光学精密工程 2011年第1期19卷 51-55页

作者：金鹏喻春雨周奇峰王一峰吴娜北京大学深圳研究生院集成微系统科学工程与应用重点实验室广东深圳518055

选择路灯时,需基于恰当的光度测量模型对不同类型路灯的发光效率进行比较。以两种常用路灯光源和两种LED路灯光源为研究对象,对道路照明环境中人眼处于的视觉状态进行了分析,进而通过MOVE模型求得这4种路灯在中间视觉状态下的发光效率... 详细信息

选择路灯时,需基于恰当的光度测量模型对不同类型路灯的发光效率进行比较。以两种常用路灯光源和两种LED路灯光源为研究对象,对道路照明环境中人眼处于的视觉状态进行了分析,进而通过MOVE模型求得这4种路灯在中间视觉状态下的发光效率。与明视觉状态下的发光效率比较,LED路灯和金属卤素路灯在中间视觉状态下的发光效率大大提高,而高压钠灯有所降低。中间视觉状态下,当环境照明亮度从0.03 cd/m2变化到0.1 cd/m2再变化到0.3cd/m2时,标准LED路灯的发光效率首先从131.2 lm/W降到122.7 lm/W,然后又上升到140.5 lm/W。结果表明,由于人眼视觉响应是随环境照明变化的,在中间视觉状态下LED路灯比常用路灯的发光效率高,通过光谱加强等优化方法可以得到发光效果令人满意的LED光源。

关键词：中间视觉暗视觉明视觉发光二极管发光效率

基于数字图像处理的人类视觉对比度分辨率限制测定

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生物医学工程学杂志 2008年第5期25卷 998-1002页

作者：王志芳刘玉红王颖李虹李章勇赵志强谢正祥重庆医科大学生物医学工程研究室重庆400016 重庆邮电大学生物信息学院重庆400065

在人类视觉生理-物理学文献中,报道了人类视觉的空间分辨率限制(不能分辨视角小于1′的两点)、时间分辨率限制(不能分辨时间间隔小于0.1″出现的两幅不同图像)和频率(波长)分辨率(不能分辨波长差小于5nm的两种颜色),但是没有对比度分辨... 详细信息

在人类视觉生理-物理学文献中,报道了人类视觉的空间分辨率限制(不能分辨视角小于1′的两点)、时间分辨率限制(不能分辨时间间隔小于0.1″出现的两幅不同图像)和频率(波长)分辨率(不能分辨波长差小于5nm的两种颜色),但是没有对比度分辨率限制的数据报道,特别是基于现代数字技术的人类视觉对图像的对比度分辨率限制(阈值)的测定的报道。这里我们报告基于计算机数字图像处理技术的人类视觉对图像的对比度分辨率限制(阈值)的测定的现代测试方法、测试结果和数学模型。分别获得了在暗视觉和明视觉条件下的对比度分辨率限制随背景灰度而变化的函数关系。该研究结果将奠定隐身、隐形和反隐身、反隐形以及不依赖于红外技术的夜视系统的理论和技术以及相关产业的视觉生理学基础。

关键词：人类视觉暗视觉明视觉对比度分辨率限制背景灰度数学模型

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中国人最缺乏的5种营养素

健康 2023年第3期 14-17页

作者：王旭峰不详

1维生素A这是经常熬夜的人最易缺乏的营养素。缺乏会怎么样影响视力缺乏维生素A首当其冲受影响的就是我们的视力。维生素A能构成视紫红质,而视紫红质是暗视觉的必需物质。当我们进入黑暗的环境时,最开始看不清任何东西,过一小会儿,当视... 详细信息

1维生素A这是经常熬夜的人最易缺乏的营养素。缺乏会怎么样影响视力缺乏维生素A首当其冲受影响的就是我们的视力。维生素A能构成视紫红质,而视紫红质是暗视觉的必需物质。当我们进入黑暗的环境时,最开始看不清任何东西,过一小会儿,当视紫红质再生到一定水平时,就能恢复视觉了,这个过程就叫做暗适应。当体内维生素A充沛时。

关键词：视紫红质维生素A 暗适应营养素暗视觉视力缺乏