多重虚拟曝光夜视图像对比度增强算法研究

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文VI5.5本章小结......................................................................55总结与展望..................................................................................57本文工作总结........................................................................57本文工作展望.............................

2、...........................................58致谢.....................................................................................59参考文献.....................................................................................60攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果.............................64西南科技大学硕士研究生学位论文第1页1绪论1.1

3、引言在夜间或者是光照不足的环境下，场景能见度大幅度降低，暗图像使人们获取到的图像信息量减少，严重影响到人们对场景有用信息的感知。暗图像对很多方面都造成了很大的潜在隐患，比如交通事故，安防系统等。由于获取到的暗图像资源可识别性低，给人们的出行与安全都造成了不便。现代社会数字图像处理与机器视觉快速发展，各类视觉系统的研究、应用与升级也随之飞速增长，如与人们生活息息相关的电子眼、天网、地图定位、自动导航、车辆倒车影像等。这些视觉系统需要输入不同的场景图像,通过机器视觉和数字图像处理等计算机技术检测、匹配并处理输入图像。在能见度低的天气状况下，如雾霾，沙尘，暴雨，黑夜等，户外场景图像无论从亮度还是色彩

4、都会退化或改变,人们所关注的许多有用信息被遮挡或发生模糊,在这些条件下，图像采集系统工作效率大大降低。因此，从退化图像中复原和增强各场景细节信息具有重要的意义和实用价值。电子产品行业快速发展和各类图像采集设备迅速大规模为大众使用，特别是各种专业的摄影器材得到了迅速的普及。但是在实际拍摄过程当中，由于多种多样的主观或客观的因素都会导致采集到的图像存在缺陷，如摄影器材使用不当、图像传输信号不佳、环境光昏暗以及设备缺陷等。特别是在各种视觉系统工作过程当中，在亮度条件恶劣的情况下，获取到的图像亮度过暗，这类图像就是低照度图像。图像在传输过程当中会经过压缩或转换等处理，低照度图像的分辨率和可读性可能会有

5、更严重的降质。低照度图像的相邻像素空间相关性高、灰度范围在一个较窄范围并且灰度变化不明显。这使得图像中的前景物体、细节信息、背景和噪声等多源图像信息囊括在一个相对较小的灰度范围内，不符合人眼视觉系统的规律。因此，必须将获取的源图像转换成一种更加适合于人眼观察和计算机分析处理的形式。1.2课题的研究背景及意义图像处理技术随着通信与信息技术的高速发展得到迅速普及与应用，在生活的方方面面随处可见图像处理技术给人们带来的高效便捷。计算机硬件技术的不断提高，使得图像处理技术在许多的研究与工程相关领域中得到广泛应用。在这种大环境下，图像处理技术在智能交通系统、户外监控系统以及智慧城市建设等西南科技大学硕士

6、研究生学位论文第2页机器视觉系统的应用日渐成为了人们关注的焦点。目前市面上所使用的计算机视觉系统对天气变化适应性低，特别是影响较为严重而多发的夜间环境。在夜间环境下，道路能见度变低，系统的功能受阻，图像退化，色彩偏移或失真，细节丢失。图像被遮盖，模糊不清，有用的信息也因此丧失。正因如此，夜间天气下的图像对比度增强技术的研究对监控系统和和交通运输等多种行业具有重要意义。夜视图像增强技术已成为计算机视觉和图像处理领域的热门研究课题，吸引了大量研究人员，由此多种夜视图像增强方法层出不穷。由于拍摄条件的不定性和多变性，所以目前已有的算法均不能适用于所有图像，不具有通用性。夜视图像增强算法的研究仍然处在

7、继续研究阶段，具有深入研究的价值和意义。本论文致力于研究视觉系统拍摄到的夜间图像的低光照问题，在虚拟曝光和图像融合技术理论基础上，深入研究夜间环境下的图像增强技术，为在夜间环境下提高视觉系统工作的稳定性和可靠性提供一定的理论研究基础。1.3课题的研究现状图像增强是指根据特定的需要和固有的人眼视觉特性突出图像中的某些信息，同时削弱或去除某些无用信息的处理方法。增强处理并不是在原始图像中增加没有的信息