基于多尺度加权引导滤波的弱光图像细节增强研究

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作者 翟书娟 索艳滨 李亚平 《激光杂志》 北大核心 2025年第4期140-145,共6页

图像传感器在捕捉弱光图像时往往会受到各种噪声的干扰,这些噪声不仅降低了弱光图像质量,还增加了弱光图像细节增强的难度。为此,提出了基于多尺度加权引导滤波的细节增强方法。对于弱光图像进行混合灰度变换以及多尺度加权引导滤波,实... 图像传感器在捕捉弱光图像时往往会受到各种噪声的干扰,这些噪声不仅降低了弱光图像质量,还增加了弱光图像细节增强的难度。为此,提出了基于多尺度加权引导滤波的细节增强方法。对于弱光图像进行混合灰度变换以及多尺度加权引导滤波,实现图像噪声去除。在弱光图像噪声去除的基础上,根据弱光图像的亮度分量、平均照射分量、反射分量进行全局非线性亮度校正,实现弱光图像细节增强。实验结果表明,所提方法对弱光图像的引导滤波效果较好,增强后的图像分辨率较高,色彩失真和灰度不均现象不显著,实际应用价值较高。 展开更多

关键词 多尺度加权引导滤波 弱光图像细节增强 像素点均值过滤 反射分量 全局非线性亮度校正

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基于RGB-NIR滤波阵列的引入权重系数的加权引导滤波去马赛克方法

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作者 吴鑫 徐宝腾 +2 位作者 刘家林 周伟 杨西斌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期40-50,共11页

针对RGB-NIR传感器多光谱成像技术中的去马赛克问题,提出了一种引入权重系数的加权引导滤波去马赛克算法。算法以残差插值为框架,引入加权引导滤波代替引导滤波,通过边缘感知权重因子实现对边缘的检测,提高引导滤波在边缘处的性能。算... 针对RGB-NIR传感器多光谱成像技术中的去马赛克问题,提出了一种引入权重系数的加权引导滤波去马赛克算法。算法以残差插值为框架,引入加权引导滤波代替引导滤波,通过边缘感知权重因子实现对边缘的检测,提高引导滤波在边缘处的性能。算法使用G通道图像作为引导图,首先进行G通道图像的插值,然后通过加权引导滤波的方法插值出R、B、NIR通道的图像。此外,为了解决在引导滤波中计算线性系数时采用简单的平均值的问题,引入权重系数,并通过加权平均的方式计算得到更准确的线性系数。在TokyoTech数据集以及实际器件上测试了该算法。在数据集的实验上,提出的算法比现有的高性能算法在彩色图像和红外图像上峰值信噪比分别高0.38 dB和0.88 dB;在实际器件实验中,不论是在红外光源打开还是关闭的情况下,所提出的算法在多个场景下表现出最低的平均NIQE指标。此外,在红外光源变动前后,提出的算法所得到的图像的平均NIQE变化也是最小的。实验结果表明,该算法的性能优于对比的算法,并且拥有更好的鲁棒性。 展开更多

关键词 RGB-NIR 去马赛克 加权引导滤波 权重系数 鲁棒性

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基于改进加权引导滤波的红外图像增强算法 被引量：11

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作者 徐武 杨昊东 +2 位作者 汤弘毅 陈盈君 徐浩东 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第1期101-106,共6页

针对红外图像对比度低、细节不清晰等问题,提出一种基于改进加权引导滤波的红外图像增强算法。首先将原图与梯度图叠加构建引导图像;其次利用canny算子修正边缘权重因子实现保边滤波;然后依据模糊理论设计模糊集增强算法增强图像细节信... 针对红外图像对比度低、细节不清晰等问题,提出一种基于改进加权引导滤波的红外图像增强算法。首先将原图与梯度图叠加构建引导图像;其次利用canny算子修正边缘权重因子实现保边滤波;然后依据模糊理论设计模糊集增强算法增强图像细节信息;最后应用BM3D去除图像噪声,得到最终增强图像。经对比实验验证,该算法可以有效地提升图像对比度、增强细节信息、去除无关噪声,与参考算法相比,平均梯度提升了2.48%~7.47%,信息熵提升了5.19%~9.76%,结构相似性提升了0.85%~2.58%,视觉效果获得明显改善,可以满足实际应用需求。 展开更多

关键词 红外图像 加权引导滤波 模糊集 BM3D 图像增强

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基于TopHat加权引导滤波的Retinex矿井图像增强算法 被引量：7

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作者 洪炎 朱丹萍 龚平顺 《工矿自动化》 北大核心 2022年第8期43-49,共7页

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... 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%。 展开更多

关键词 矿井图像增强 矿井低照度图像 TopHat加权引导滤波 RETINEX 自适应Gamma校正

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基于彩色加权引导滤波-Retinex算法的导航图像增强 被引量：22

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作者 许凤麟 苗玉彬 张铭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期921-927,共7页

在夜间低照度环境下,轮胎式龙门起重机(RTG)常常需要执行自动驾驶导航任务,针对导航过程中地面引导线图像边缘难以检测的问题,提出一种彩色加权引导滤波-Retinex(CWGIF-Retinex)算法.首先,有针对性地改进加权引导滤波算法的权值估计方案... 在夜间低照度环境下,轮胎式龙门起重机(RTG)常常需要执行自动驾驶导航任务,针对导航过程中地面引导线图像边缘难以检测的问题,提出一种彩色加权引导滤波-Retinex(CWGIF-Retinex)算法.首先,有针对性地改进加权引导滤波算法的权值估计方案,用矢量梯度方法提取经过Retinex算法处理的彩色图像边缘作为权值;进而,利用CWGIF算法估算引导线图像的照度分量,并通过单尺度Retinex算法计算得到反射分量;最后,通过算法计算得到色彩与轮廓边缘均增强的引导线图像.实验证明,CWGIF-Retinex算法相较于传统算法能够更好地增强弱光照区域的色彩,同时还能起到消除光晕伪影、颜色保真和增强引导线边缘对比度的效果. 展开更多

关键词 彩色加权引导滤波算法 RETINEX算法 夜间图像 色彩增强 自动驾驶导航 轮胎式龙门起重机导航

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基于加权引导滤波与时域高通滤波的非均匀性校正算法 被引量：16

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作者 钱润达 赵东 +3 位作者 周慧鑫 于君娜 王士成 荣生辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期139-144,共6页

为解决基于传统时域高通滤波红外图像非均匀性校正算法存在"鬼影"现象以及固定图案噪声去除不彻底的问题,提出了一种加权引导滤波和改进时域高通滤波相结合的非均匀性校正算法。首先,利用加权引导滤波准确分离红外图像中的空... 为解决基于传统时域高通滤波红外图像非均匀性校正算法存在"鬼影"现象以及固定图案噪声去除不彻底的问题,提出了一种加权引导滤波和改进时域高通滤波相结合的非均匀性校正算法。首先,利用加权引导滤波准确分离红外图像中的空域高频成分;然后,计算红外图像中像素点灰度值变化幅度;最后,在进行时域高通滤波时对红外图像中的运动区域和静止区域使用不同时间常数进行校正。采用两组真实红外图像序列进行实验,并与经典的双边滤波时域高通,均值滤波时域高通非均匀性校正算法进行比较。实验结果表明:文中所提算法在主观视觉和客观评价指标方面优于其他两种算法,有效降低了红外图像的非均匀性,不会产生"鬼影",取得了较好的非均匀性校正效果。 展开更多

关键词 红外焦平面阵列 非均匀性校正 加权引导滤波 运动判断 时域高通滤波

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双边加权引导图像滤波 被引量：4

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作者 惠红军 杨洋 +2 位作者 詹永照 朱韵晨 曾兰玲 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期60-66,76,共8页

针对经典方法对光晕等伪影抑制能力不足的问题,将双边权重嵌入到引导滤波中,提出一种新型局部方法称之为双边加权引导图像滤波.该方法目标函数为双边加权岭回归模型,此模型可通过双边滤波的迭代执行来求解.为提高计算效率,采用双边滤波... 针对经典方法对光晕等伪影抑制能力不足的问题,将双边权重嵌入到引导滤波中,提出一种新型局部方法称之为双边加权引导图像滤波.该方法目标函数为双边加权岭回归模型,此模型可通过双边滤波的迭代执行来求解.为提高计算效率,采用双边滤波的近似加速版本.通过对滤波核进行分析,可知双边加权引导图像滤波提供了比传统方法更灵活的保边及滤波控制.最后将该滤波方法的适用范围拓展到彩色图像上.为评估双边加权引导图像滤波,在保边模糊与人像磨皮这2种图像处理应用上进行试验,并进行了计算效率的对比分析.结果表明:与多数经典保边滤波方法相比,双边加权引导图像滤波产生的结果具有更好的视觉效果,所提出方法的指标BIQI、IL-NIQE、SSEQ分别达到20.082、47.026、53.103. 展开更多

关键词 计算摄影 图像处理 保边滤波 双边加权引导图像滤波 双边加权岭回归 人像磨皮

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基于峰度系数方差的加权自适应引导滤波 被引量：7

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作者 方红萍 曾若云 +1 位作者 吴家鑫 伍世虔 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1193-1200,共8页

针对传统局部窗口方差提取有噪图像边缘困难的问题,本文介绍了峰度系数方差准确感知有噪图像边缘,并基于此提出一种加权自适应引导滤波器.自适应调节引导滤波中固定正则化系数,解决边缘模糊、边缘光晕的问题;基于像素的多邻域窗口边缘权... 针对传统局部窗口方差提取有噪图像边缘困难的问题,本文介绍了峰度系数方差准确感知有噪图像边缘,并基于此提出一种加权自适应引导滤波器.自适应调节引导滤波中固定正则化系数,解决边缘模糊、边缘光晕的问题;基于像素的多邻域窗口边缘权重,实现聚合加权滤波,进一步抑制边缘模糊.实验结果表明:本文方法在不同噪声级别下,PSNR、SSIM均值提升率分别大于65%、78%;滤波结果图像在噪声平滑和边缘保持两方面均有更好性能. 展开更多

关键词 峰度系数方差 边缘权重图 加权自适应引导滤波 平滑去噪 边缘保持

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基于改进引导滤波器的多光谱去马赛克方法 被引量：2

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作者 齐海超 宋延嵩 +5 位作者 张博 梁宗林 闫纲琦 薛佳音 张轶群 任斌 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1056-1065,共10页

为了更好地保留多光谱去马赛克图像中的高频信息,本文提出了一种基于改进引导滤波器的多光谱图像去马赛克方法。首先,基于自回归模型对相邻像素点间的强相关性进行建模,在每个像素处渐进估计其模型参数,通过最小化局部窗口内的估计误差... 为了更好地保留多光谱去马赛克图像中的高频信息,本文提出了一种基于改进引导滤波器的多光谱图像去马赛克方法。首先,基于自回归模型对相邻像素点间的强相关性进行建模,在每个像素处渐进估计其模型参数,通过最小化局部窗口内的估计误差,得到最优估计值来插值采样密集波段G,并生成高质量的引导图像;然后,引入加窗固有变分系数到惩罚因子中,得到具有边缘感知能力的加权引导滤波器并重建其余稀疏采样波段。最后,使用CAVE数据集和TokyoTech数据集进行仿真。实验结果表明:相较于主流的5波段多光谱图像去马赛克方法,本方法重建图像的峰值信噪比和结构相似度在CAVE数据集和TokyoTech数据集上分别提高了3.40%,2.02%,1.34%,0.30%和6.11%,5.95%,2.28%,1.42%,且更好地保留了原始图像的局部结构和颜色信息,减少了边缘伪影和噪声现象的出现。 展开更多

关键词 计算成像 多光谱滤光片阵列 多光谱去马赛克方法 自回归模型 加权引导滤波器

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一种矿井图像增强算法 被引量：12

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作者 王星 白尚旺 +1 位作者 潘理虎 陈立潮 《工矿自动化》 北大核心 2017年第3期48-52,共5页

针对煤矿井下视频监控系统采集图像对比度低、光照不均、伴有大量噪声等问题,提出一种基于加权引导滤波同步去噪的单尺度Retinex算法对矿井图像进行增强。该算法首先采用加权引导滤波代替单尺度Retinex算法的高斯滤波对图像的低频分量... 针对煤矿井下视频监控系统采集图像对比度低、光照不均、伴有大量噪声等问题,提出一种基于加权引导滤波同步去噪的单尺度Retinex算法对矿井图像进行增强。该算法首先采用加权引导滤波代替单尺度Retinex算法的高斯滤波对图像的低频分量进行照度估计,然后采用加权引导滤波对图像的高频分量进行去噪处理,最后由对数域转换到实数域得到增强后的图像。通过主观视觉效果和客观质量评价对该算法进行验证,结果表明该算法较传统图像增强算法可获得更好的图像视觉效果,且图像处理速度更快。 展开更多

关键词 矿井图像 视频监控图像 图像增强 单尺度Retinex算法 加权引导滤波

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基于大气面纱优化和透射率修正的图像去雾 被引量：2

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作者 戎成明 王华彬 +1 位作者 周健 陶亮 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第14期191-197,208,共8页

基于中值滤波的图像去雾算法不能有效去除细小边缘处的雾,且天空区域容易出现颜色失真问题。因此,提出了一种基于大气面纱优化和透射率修正的单幅图像去雾算法。首先基于阈值分割提取天空区域,并降低各颜色通道最小值图像中对应区域的... 基于中值滤波的图像去雾算法不能有效去除细小边缘处的雾,且天空区域容易出现颜色失真问题。因此,提出了一种基于大气面纱优化和透射率修正的单幅图像去雾算法。首先基于阈值分割提取天空区域,并降低各颜色通道最小值图像中对应区域的灰度值,然后使用加权引导滤波得到优化后的大气面纱,从而得到较为准确的透射率,最后由大气散射模型得到复原图像。相比于其他算法,该算法在优化大气面纱的同时修正了透射率,在边缘处的去雾效果更加明显,同时解决了天空区域的色彩失真问题。 展开更多

关键词 图像去雾 加权引导滤波 大气面纱优化 透射率修正

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基于容差机制与超像素的阈值暗通道去雾改进算法

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作者 何柯辰 刘奇 +3 位作者 邓小波 陈曦 全美霖 陈奕涵 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第5期147-151,共5页

针对暗通道先验算法在天空区域失效和易产生光晕的问题,提出一种基于容差机制与超像素的阈值暗通道去雾改进算法。首先,使用超像素算法将图像分割为景深一致的局部块,用局部块替换暗通道先验算法的固定方块;然后,通过计算局部块内元素... 针对暗通道先验算法在天空区域失效和易产生光晕的问题,提出一种基于容差机制与超像素的阈值暗通道去雾改进算法。首先,使用超像素算法将图像分割为景深一致的局部块,用局部块替换暗通道先验算法的固定方块;然后,通过计算局部块内元素的方差来判断离散程度,根据离散程度选择不同的暗通道计算策略;最后,在HSV空间中定位高亮区域,并用容差机制对高亮区域的透射率进行修正。实验结果表明,该算法能有效去除天空区域浓雾,并能改善光晕效应。 展开更多

关键词 图像去雾 阈值暗通道 超像素块 容差机制 加权引导滤波

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