模糊多尺度Retinex彩色图像增强

由于中心环绕Retinex算法中假设场景中光照是平缓变化的,所以在图像明暗对比强烈处易出现光晕现象。针对Retinex传统算法的固有缺陷,结合MSRCR算法在色彩恢复上的优势,提出了一种模糊多尺度Retinex彩色图像增强方法(FMSRCR)。FMSRCR使中心环绕空间对比运算仅在光照强度相近的区域中进行,克服了光照不均的影响。同时采用自适应高斯模,减少了卷积运算量。通过实验证明该方法是有效的。

基于高斯引导滤波MSRCR的奶牛夜间低质量图像增强方法

为了解决奶牛夜间图像存在颜色失真、边缘细节丢失与噪声干扰等低质量问题,试验提出了一种基于高斯引导滤波的彩色恢复多尺度Retinex(multi-scale Retinex with color restoration, MSRCR)图像增强算法,即先利用多尺度高斯滤波函数处理原始夜间图像得到粗糙照度分量,再利用引导滤波(guided filtering, GF)函数处理获得精确照度分量,然后结合四方向Sobel边缘检测器进行反射分量自适应权值优化,最后通过对数加法将照度分量和反射分量合成增强图像。试验以3组(1组为均匀光照灰度图像、2组为均匀光照彩色图像、3组为非均匀光照彩色图像)夜间不同成像条件下的180幅图像为研究对象,以平均梯度(mean gradient, MG)、标准差(standard deviation, S)、信息熵(information entropy, IE)、边缘保持指数(edge preserving index, EPI)、结构相似性指数(structural similarity index, SSIM)、峰值信噪比(peak signal to noise ratio, PSNR)和运行时间为评价指标,比较分析本算法和直方图均衡(histogram equalization, HE)算法、基于GF的多尺度Retinex算法(即GF+MSR算法)、MSRCR算法和光照自适应Retinex (illuminated adaptation Retinex, IAR)算法的图像增强效果。结果表明:与原图像比,本算法增强后图像的MG值较HE、GF+MSR、MSRCR和IAR算法增强后图像分别提高了72.22%、150.00%、41.67%和31.67%,IE值分别提高了30.42%、56.90%、43.28%、8.65%;S值较GF+MSR、MSRCR和IAR算法增强后图像分别提高了68.61%、74.28%、54.62%,较HE算法增强后图像降低了55.54%。本算法增强后图像的EPI值较HE、GF+MSR、MSRCR和IAR算法分别提高了34.70%、23.72%、51.41%、12.11%,SSIM分别提高了14.47%、9.33%、5.09%、18.19%;PSNR值较经HE、GF+MSR、MSRCR算法增强后图像分别提高了30.12%、11.52%、20.05%,较IAR算法增强后图像降低了0.67%;同时本算法运行时间分别较HE、GF+MSR、IAR算法减少了67.55%、32.81%、10.14%,而较MSRCR算法增加了139.47%。说明本算法能够有效增强夜间图像的边缘信息并抑制噪声干扰,提高了夜间奶牛图像的质量。

基于不同色彩空间融合的快速图像增强算法

针对现有Retinex算法中存在的色彩失真、噪声放大及光晕伪影现象等问题,本文提出了一种基于Retinex理论的改进算法.该算法首先在HSV空间对亮度分量V通道进行增强处理,同时在拉伸得到的对数域反射分量至一定的动态范围时(本文是0～255),引入增强调整因子,调整不同亮度值的增强程度来避免噪声放大及色彩失真现象;然后在RGB空间,通过分析光晕产生的原因,提出一种改进的高斯滤波器来消除光晕现象,并在计算反射分量时,通过参数调整图像颜色的保真度.最后,对上述两种不同颜色空间的处理结果进行加权平均作为算法的最终输出.实验结果表明,针对不同光照条件下的图像,1)该算法可以明显地改善光晕伪影现象;2)无色彩失真、噪声放大等问题;3)效果和效率优于带色彩恢复的多尺度Retinex算法(Multi-scale retinex with color restoration,MSRCR)及其他对比算法.

用于低照度图像增强的自适应颜色保持算法

视频监控、场景恢复等领域中低照度图像噪点多,亮度低,可视效果差,而现有的图像处理技术容易出现颜色失真、光晕色块严重。为解决这一问题,根据韦伯-费希纳定律,把图像的像素点转换到对数空间,自适应获得符合视觉系统特点的预增强图像;再根据多尺度视网膜算法,分别计算与增强图像的R通道在三个尺度上的平均高斯滤波结果,获得入射光估计,把对数域的自适应增强图像像素值与入射光估计的差值作为多尺度视网膜算法的结果图像。进一步处理结果图像,将其RGB通道按照预增强图像中的颜色比例关系映射到0~255的范围;最后融合三个通道获得最终图像输出。通过图像质量的评价对比,该算法对不同低照度场景图像的增强结果,在对比度、色度保持等方面优于MSR、MSRCR和MSRCP算法。实验证明该算法在低照度图像的恢复和色度保留等方面有较好的效果,在增强视频监控的有效性等方面有较好的应用价值。