基于多权重融合策略的Retinex矿井图像增强算法

受粉尘、湿度、照度等环境因素的影响,煤矿井下监控视频易出现光照不均、对比度低和细节模糊等问题,影响视觉伺服系统和视频分析系统的应用效果。传统图像增强算法存在亮区域增强过度、暗区域细节增强不足等问题,易产生不自然的光晕伪影和颜色失真。针对这一问题,提出一种基于多权重融合策略的Retinex矿井图像增强算法。算法基于HSV颜色空间,保持色调分量不变,仅对亮度分量和饱和度分量进行增强。首先,采用多尺度梯度域引导滤波算子从亮度分量中估计光照分量,并结合井下图像曝光过度和曝光不足共存的特性,应用自适应伽马函数对光照分量进行校正,实现照度均衡;同时,采用限制对比度自适应直方图均衡算法对反射分量进行对比度增强;然后,将亮度校正后的光照分量和对比度增强后的反射分量进行多权重融合,所采用的规范化权重由局部对比度权重、亮度权重和清晰度权重组合而成;针对色彩偏移问题提出新的映射函数对饱和度分量进行非线性拉伸;最后将图像由HSV空间变换回RGB空间,完成图像增强。实验结果表明,相较于MSRCR、NPE、SRIE、BIME算法,本算法在平均梯度、信息熵、标准差等图像指标方面均有不同程度的提升,可有效提高矿井图像的对比度、清晰度、色彩准确度,并减少光晕伪影。

基于自适应校正和非锐化掩模的木材单板节子图像增强算法研究

为提高单板节子图像的对比度、细节清晰度和颜色保真性,综合考虑单板活节和死节图像的特征,提出一种将自适应校正和非锐化掩模相结合的单板节子图像增强算法。在可分离颜色信息的HSV空间提取亮度分量、饱和度分量,分别进行加权分布的自适应Gamma校正和自适应非线性拉伸处理,用于改善单板节子图像对比度和保持色彩自然,最后利用非锐化掩模技术增强节子细节区域。试验结果表明,该算法能够有效地改善单板节子图像的对比度和细节清晰度,图像颜色更为自然;突出节子缺陷部位,保留了较多节子细节信息;在均方差、峰值信噪比和结构相似性指数上,比AGC-Quantile和直方图均衡化算法均有提升。

基于加权L_1正则化的水下图像清晰化算法

水体对光能量有较强的吸收和散射作用,造成水下图像颜色失真,对比度下降。传统的图像增强方法和复原方法处理水下图像时各有不足,该文结合水下成像物理模型和基于Retinex理论的图像增强算法,提出水下图像清晰化方案。首先,基于图像统计特性给出一种简单的颜色校正方法,以去除颜色失真;在水下图像成像理论框架下,利用边界约束求得初始透射率,再使用自适应维纳滤波进行优化;在此基础上,提出加权L_1正则化模型对亮度层进行增强,最后再进行自适应Gamma校正。实验结果表明,算法可以有效去除颜色失真,而且能够大幅提升图像的对比度和清晰度。

基于TopHat加权引导滤波的Retinex矿井图像增强算法

煤矿井下光源分布不均、整体光线弱导致图像亮度低、不清晰,传统Retinex算法在处理矿井低照度图像时存在细节丢失、边缘模糊和光晕等问题。针对上述问题,提出了一种基于TopHat加权引导滤波的Retinex算法(THWGIF-Retinex)对矿井图像进行增强。首先将图像从RGB空间转换到HSV空间,并将其分离成色调、饱和度、亮度3个通道分量。其次,利用TopHat变换改进加权引导滤波的权重因子,进而从亮度分量中提取出图像的光照分量,实现光照分量的边缘增强。然后,采用自适应Gamma校正函数校正光照分量和饱和度分量,并通过Retinex算法从光照分量中获取反射分量,进一步提升图像光源处的细节和色彩效果;最后,合并色调分量、校正后的饱和度分量、反射分量并转换到RGB空间,得到增强的矿井图像。从主观评价和客观评价2个方面对THWGIF-Retinex算法、多尺度Retinex(MSR)算法、加权引导滤波的Retinex(WGIF-Retinex)算法进行对比验证。主观评价结果表明:对于无强光直射的矿井低照度原始图像,经THWGIF-Retinex算法增强后的图像色彩还原度较高,且图像边缘更清晰,视觉效果明显增强。对于有强光直射的矿井低照度原始图像,THWGIFRetinex算法对光晕有很好的改善效果,且在还原暗区域的细节信息和清晰度上优于WGIF-Retinex算法。客观评价结果表明:对于无强光直射的矿井低照度图像,经THWGIF-Retinex算法增强后的图像信息熵提高了12.50%,平均梯度提高了109.07%,标准差提高了52.44%,无参考结构清晰度(NRSS)提高了45.46%。对于有强光直射的矿井低照度图像,与MSR算法相比,经THWGIF-Retinex算法增强后的图像信息熵提高了1.24%,平均梯度提高了81.44%,标准差提高了18.23%,NRSS提高了36.67%;与WGIF-Retinex算法相比,THWGIF-Retinex算法在信息熵方面有所降低,但在平均梯度和NRSS方面有较大改善,分别提高了72.34%和23.87%。

综合评估县域配电系统投资与发展状况的新方法

县域配电系统投资与发展状况综合评估是配电系统规划和投资需求分析的一个重要环节,也是值得研究的重要问题。县域配电系统评估指标具有混合多属性特征,为此首先提出一种面向对象的综合评估指标体系;然后采用组合权重法和自适应变权重机制确定指标体系的权重,其中组合权重法将指标权重分解为排序权重和分类权重,以分别反映评估指标的不同属性和不同评估对象之间指标样本值的整体差异对评估结果的影响程度,并分别借助序关系分析法和投影寻踪原理确定,进而再根据最小鉴别信息原理确定组合权重;之后采用自适应变权重机制对存在指标值严重偏离正常范围的评估对象进行权重修正;最后采用某省的5个县域配电系统实例对所提出的方法进行测试,并借助雷达图寻找电网建设的薄弱环节。仿真结果表明:所提出的评估方法能够合理反映县域配电系统的投资与发展状况。