一种煤矿井下图像增强算法.pdf

第 4 1 卷 第 1 2期 2 0 1 5 年 l 2月 工矿 自 动 化 I ndu s t r y a n d M i n e Aut o ma t i o n Vo 1 ． 4 1 NO ．1 2 De c ．2 O1 5 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 5 1 2 0 0 3 1 0 4 DOI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 5 ． 1 2 ． 0 0 9 程德强 ， 郑珍 ， 姜海龙． 一种煤矿井下图像增强算法E J 1 ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 1 2 3 1 3 4 ． 一 种煤矿井下图像增强算法 程德 强 ， 郑珍 ， 姜 海龙 中国矿业大学 信电学院，江苏 徐州 2 2 1 0 0 8 摘要 针 对煤矿井下监控 图像对比度低、 视 觉效果差等 问题 ， 采用一种基 于引导滤波的单尺度 Re t i n e x 算法进行煤矿井下图像增强。该算法采用具有保边平滑功能的引导滤波进行照度 估计 ， 并与原 图像进行 卷 积运算， 获得反映 自身属性的反射分量 ， 然后针对经反对数变换的反射分量， 采用改进的局部对 比度增强方 法提 高 图像 暗 区的对 比度 ， 最后 得 到增 强 图像 。实验 结果表 明 ， 该 算法在 对 比度提 升 、 细节增 强 、 消噪 方面取 得 了较 好 的效果 。 关键 词 煤 矿 井下 ；监控 图像 ；图像 增强 ； 单 尺度 Re t i n e x ；引导滤 波 中图分类号 T D6 7 文献标志码 A 网络出版时间 2 0 1 5 1 2 一 O 4 1 5 3 8 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 5 1 2 0 4 ． 1 5 3 8 ． 0 0 9 ． h t ml An i ma g e e n ha nc e me n t a l g o r i t h m f o r c o a l mi ne un d e r gr o u nd CHENG De q i a n g ， ZHENG Zh e n， J I ANG Ha i l o n g S c h o o l o f El e c t r i c a l a n d I n f o r ma t i o n En g i n e e r i n g，Ch i n a Un i v e r s i t y o f M i n i ng a n d Te c hn ol o g y，Xu z h ou 2 21 0 0 8，Chi na ． Ab s t r a c t I n v i e w of l o w c on t r a s t r a t i o a nd vi e w e f f e c t o f mon i t o r i ng i ma ge s i n c o a l mi ne u nd e r g r oun d， a s i n g l e s c a l e Re t i n e x a l g o r i t h m b a s e d o n g u i d e d f i l t e r i n g wa s p r o p o s e d f o r i ma g e e n h a n c e me n t o f c o a l mi n e un de r g r ou nd． The g ui d e d f i l t e r i ng， whi c h c a n pr o t e c t e dge a n d m a ke i ma g e s moo t h， i s us e d f or i l l u mi n a t i o n e s t i ma t i o n a n d c o n v o l u t i o n o p e r a t i o n wi t h o r i g i n a l i ma g e s ，S O a s t o g e t r e f l e c t i o n c o mp o n e n t wh i c h r e f l e c t s p r o p e r t i e s o f t h e o r i g i n a l i ma g e s ． Fo r r e f l e c t i o n c o mp o n e n t b y a n t i l o g a r i t h m t r a ns f o r ma t i o n，a n i m p r ov e d 1 oc a 1 c o nt r a s t e nha nc e m e nt m e t ho d i S u s e d t o i m p r o ve c o nt r a s t r a t i o o f d a r k pa r t s i n t he r e f l e c t i on i ma g e，S O a s t o g e t e nha nc e d i ma g e f i na l l y．The e x pe r i me n t a l r e s ul t s s h ow t h a t t he a l g or i t hm ha s b e t t e r e f f e c t i n pr o mot i ng c on t r a s t r a t i o，e nh a nc i ng d e t a i l s a nd de noi s i ng． Ke y wo r ds c oa l mi ne un de r g r ou nd； mo ni t o r i ng i m a ge； i ma ge e nha nc e m e nt ； s i n gl e s c a l e Re t i ne x； gu i de d f i l t e r i ng 0 引 言 智 能视 频监 控作 为煤 矿安 全生 产系 统不 可或 缺 的组成部分 ， 为煤矿安全生产 的顺利进行提供了强 有力的支持与保障 。煤矿井下具有对 比度低 、 光 照分布不均匀、 生产区域粉尘大等特点 ， 图像成像质 量 较差 ， 导致 图像 视觉 效果 较差 ， 增加 了监 控人员 识 别难度 ， 同时严重制约了智能视频技术在煤矿安全 监 控 中的应 用 。 针对 煤 矿井 下 的 图像 增 强 研 究 ， 应 东 杰 等 提 出一种基于小波变换 和模糊理论的图像增强算法 ， 采用小波变换将原图像分解为高频和低频分量 ， 然 收 稿 日期 2 0 1 5 - 1 0 1 1 ； 修 回 日期 2 0 1 5 - 1 1 - 0 6 ； 责 任 编 辑 李 明 。 基金项 目 江苏 省产 学 研 前 瞻性 联 合 研 究 项 目 S B Y2 0 1 3 0 1 9 0 6 ； 国家 自然科 学基 金 委 员会 与神 华 集 团 有 限责 任 公 司 联 合 资 助项 目 U 1 2 61 1 0 5 。 作者 筒介 程德 强 1 9 7 9 一 ， 男 ， 河南洛阳人 ， 教授 ， 博士 ， 主要 研究方 向为图像处 理、 视频信 号编码 和多媒体信 息传输 ， E ma i l z h z h e n c u mt ． e d u ． c n。