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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于多尺度梯度域引导滤波的煤矿井下图像增强方法
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  • 作者

    牟琦葛相甫王新月李磊李占利

  • 单位

    西安科技大学计算机科学与技术学院西安科技大学机械工程学院

  • 摘要
    煤矿井下图像存在较严重的光照不均匀和噪声干扰,现有的基于Retinex的方法直接应用于煤矿井下图像增强,易出现光晕伪影、边缘模糊、过增强和噪声放大等问题。针对上述问题,提出了一种基于多尺度梯度域引导滤波的煤矿井下图像增强方法。首先,将多尺度思想引入梯度域引导滤波中,实现对非均匀光照的准确估计,有效解决了增强图像时光晕伪影及边缘模糊的问题。然后,利用Retinex模型分离出光照分量和反射分量:对于光照分量,通过自适应伽马校正函数逐像素地修正光照信息,实现对图像暗区域增强的同时抑制亮区域过增强,并使用限制对比度自适应直方图均衡化方法调整图像对比度;对于反射分量,将梯度域引导滤波与多尺度细节提升相结合,在准确去除噪声后提升纹理细节,避免了增强图像时噪声放大的问题。最后,将处理后的光照分量及反射分量进行融合,计算图像增益系数,并使用线性色彩恢复方法实现对原始RGB图像的逐像素增强,提升方法处理效率。实验结果表明,从主客观角度与现有方法相比,经所提方法处理后的图像在色彩保持、对比度、噪声抑制、细节保留等方面均取得了较好的增强效果,同时处理效率较高。
  • 关键词

    井下图像增强低光照图像多尺度梯度域引导滤波自适应伽马校正Retinex线性色彩恢复

  • 文章目录
    0 引言
    1 方法原理
    1.1 光照估计
    1.2 亮度及对比度提升
    1.3 去噪及细节提升
    1.4 线性色彩恢复
    2 实验验证
    2.1 数据集和实验环境
    2.2 主观评价
    2.3 客观评价
    2.4 综合评价
    2.5 消融实验
    2.5.1 光照分量处理有效性验证
    2.5.2 反射分量处理有效性验证
    2.5.3 线性色彩恢复有效性验证
    3 结论
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