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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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基于HSV空间改进融合Retinex算法的井下图像增强方法

作者(Author):

  • 张立亚
  • 郝博南
  • 孟庆勇
  • 温良
  • 吴文臻

作者单位:

  • 煤炭科学技术研究院有限公司
  • 煤矿应急避险技术装备工程研究中心
  • 北京市煤矿安全工程技术研究中心
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

煤矿的安全监控技术一直是煤矿开采过程中重要的一部分,煤矿井下视频监控是保证煤矿安全的重要手段,而监控图像的质量直接决定监控的有效性,目前受煤矿井下粉尘和低照度等条件 的影响,煤矿视频图像的增强效果有待提升。 针对这一问题,提出一种在 HSV 空间变换的条件下, 利用改进双边滤波算法与多尺度 Retinex 算法融合的方法。 首先针对多尺度 Retinex 算法中存在的容易出现光晕、边缘模糊等问题,利用改进的双边滤波理论与多尺度 Retinex 算法融合的方法进行增强,增加了修正函数的双边滤波作为多尺度 Retinex 算法中的中心环绕函数;同时将图像由 RGB 空间转换到 HSV 空间中,保持色调分量不变,通过融合 Retinex 算法对亮度分量进行增强,并对饱和度分量进行校正;最后将图像由 HSV 空间转换会 RGB 空间,完成图像增强。 通过实验验证,提出的改进的融合 Retinex 算法相较于多尺度 Retinex ( Multi-Scale Retinex,MSR) 算法、带色彩恢复因子的多尺度 Retinex( Muti-Scale Retinex with Color Restoration,MSRCR) 算法,在色彩和边缘模糊处理等方面有所改进;同时在煤矿井下工作面等环境中,对图像均值、标准差、峰值信噪比( PSNR) 和信息熵等指标进行评判,相较于 MSR 算法分别提高了 15. 24%,16. 54%, 42. 77%,2. 82%,相较于 MSRCR 算法分别提高了 8. 13%,5. 51%,10. 90%,0. 59%。 实验数据表明,改进的融合 Retinex 算法对图像的增强过程中,提高了图像的亮度、对比度,抑制了图像光晕和边缘模糊现象,为煤矿安 全生产和智慧矿山的建设提供决策支持


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