用于图像匹配的域转换单图像去雾算法

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xw54073601
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
雾与霾是常见的天气现象,在有雾天气或有霾天气下拍摄的图像,通常存在亮度和对比度下降以及信息损失严重等问题,这些问题会严重影响后续计算机视觉任务的性能。图像匹配算法,作为众多计算机视觉任务的基础,依托于图像特征信息,其性能受输入图像质量所影响。当其输入图像为有雾或有霾图像时,由于图像特征信息损失严重,无法准确地检测到图像特征点,从而造成图像匹配性能下降。因此,恢复图像的特征信息对有雾图像匹配任务来说十分重要。目前去雾算法大多只关注像素域的信息,忽视了特征域信息,导致恢复的图像特征信息损失严重。此外,基于深度学习的去雾算法的训练集大多为合成有雾数据集,将网络直接移植到真实场景中时,性能会出现一定的下降。针对上述情况,本文设计了一种针对图像匹配的多任务单图像去雾算法,提高去雾算法恢复特征信息的能力。本文的工作主要从以下几个方面展开:(1)从恢复特征信息的角度出发,优化单图像去雾算法。为了提高特征点检测的准确率,本文算法并不生成去雾图像本身,而是直接生成多个尺度下的去雾高斯图像。利用这些高斯图像构成尺度空间,进行特征点检测及描述子生成。(2)为了使得训练的网络能更好地处理真实有雾图像,本文利用域转换网络,学习真实有雾图像与合成有雾图像的映射关系,缩小两个域的差距,增强数据集。(3)设计了基于可替代兴趣点检测算法的新型损失函数,称其为尺度空间响应损失。利用这一新型损失函数,可以更好地恢复去雾图像的特征。最后,本文在10个公开数据集上从定性和定量两个方面进行算法评估,并进行消融实验。将去雾后的图像输入到SIFT中,检测特征点并进行匹配,验证特征点的可重复性及鲁棒性。在定量和定性测试中,本文提出的算法均能在所有评估基准上达到最先进的性能。除此之外,使用NIQE对去雾后图像进行评估。实验表明,本文算法恢复的去雾图像失真程度小,更符合人眼的评判标准。最后在合成及真实数据集上进行消融实验,验证改进部分的有效性。本方法能够在对真实有雾图像进行去雾处理的同时保留其原有特征信息,有效改善了算法去雾效果,提高了去雾方法的适用性及鲁棒性,提高后续图像匹配的准确性。
其他文献
多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达根据天线阵元间距的远近可以分为分布式MIMO雷达和集中式MIMO雷达。集中式MIMO雷达的特点是天线近距离放置,不同天线发射波形各异,具有波形分集能力,带来更多优化自由度。因此集中式MIMO雷达波形设计一直是雷达信号处理领域的研究热点。本文从集中式MIMO雷达发射波形设计的角度出发,研究了集中式MIMO雷达通
随着现代战争中武器研发速度越来越快、作战理念越来越多元化,雷达作为战场的眼睛需要不断创新发展以应对带来的新挑战。其中,在整个雷达家族发展进程中,被动分布式雷达因为在战场生存方面具备的天然优势以及多基站融合检测相比较于单雷达基站检测具有更高的时空覆盖范围、更好的抑制目标闪烁能力的特点,受到了大量学者的关注。同时,被动分布式雷达可以充分利用已有电磁资源来构成网络化、低成本的区域防空预警系统,而不占用珍
目标检测是计算机视觉领域的经典任务之一,在无人车驾驶、交通管控、农业、军事等方面都有很广阔的应用空间。目标检测算法可以分为基于手工设计特征的传统目标检测方法和基于深度学习自动提取特征的目标检测方法,目前后者又分为基于回归的单阶段算法和基于候选区域的两阶段算法。在遥感图像目标检测领域,主要面对的挑战包括背景信息杂乱、目标尺度差距大、小目标多、目标有形变等。因此,本文针对这些挑战进行了研究探索,主要研
随着社会信息化程度的不断加深,下一代移动通信系统对数据速率、容量、时延有着极高的要求,传统射频(Radio frequency,RF)通信早已面临着频谱资源极度稀缺的问题。而自由空间光(Free Space Optical,FSO)是一种以大气为传输介质,以近红外频段的光波为信息载体的无线视距(Line-OF-Sight,LOS)通信技术。与RF通信相比,FSO通信不仅具有丰富且免费的频谱资源,还
视觉是人类获取信息的重要来源。但是视觉图像在采集与传输过程中,由于外界干扰以及设备自身限制,不可避免地会受到噪声的污染,从而降低图像品质。在遥感图像与红外图像中,由探测器阵列响应的不一致性所致的条带噪声,严重影响了后续目标检测识别等视觉处理任务的精度。然而,当前基于传统信号处理理论的条带噪声抑制方法的去噪能力和场景适应性均不足,而基于深度学习的去噪方法又因为计算量大面临着难于硬件部署、实时性差的问
对流层散射通信凭借其保密性强,传输距离远等优点,受到了国内外的广泛关注,被认为是军事通信中重要的通信手段之一。但是对流层散射有严重的衰落效应,其中包括大尺度衰落,频率选择性衰落和快衰落等。本文提出可以在散射环境下使用低峰均比的SC-FDMA通信体制进行信号处理,这样可以避免功放输出信号失真。在任何时候,同步都是一个通信系统首先需要解决的问题。对流层散射通信的路径损耗大,信道环境具有极低的信噪比,同
目前智能终端设备呈现小型化,移动化的特点,但由于体积、功率等限制,这些智能终端能感知到的信息维度较少。现有移动终端上最常见的感知成像设备是光学传感器,其布置灵活,使用方便,但是它很容易受到光路遮挡等影响,对使用环境有要求。基于电磁波的传感器(雷达)则可以避开上述问题,感知更多维度的信息。本文围绕基于移动终端的高精度感知成像雷达相关技术展开研究,以实现近场三维成像和降低阵列成本为目的,研究了实孔径条
新型硬件和嵌入式软件平台的发展,促进移动自组织网络朝向蜂群、协同、智能化的方向发展,展现出移动自组织网络实用性的特性,同时也带来许多新的挑战。另外,移动自组织网络向着大规模、快速组织、快速部署的方向发展,然而传统移动自组织网络的相关技术并不能满足上述需求。软件定义网络通过可编程的数据平面、集中式控制器以及开放的北向接口,可实现网络的快速部署和新型协议的测试验证。因此,融合两种网络特性,实现软件定义
异构网络(Heterogeneous Network,Het Net)中,宏蜂窝与小蜂窝重叠覆盖并使用相同的频谱资源来提高频谱利用率的方式,导致其中的干扰问题尤为严重。早期研究中,将干扰当作噪声处理、解调干扰信号或者正交复用资源等技术已难以满足实际的干扰管理需求。干扰对齐(Interference Alignment,IA)作为一种革命性的干扰消除技术,为干扰处理领域提供了新思路。因此,论文将利用
FBMC作为一种基于滤波器组的多载波通信系统,具有频谱旁瓣低、带外泄露小的优点,使用单独设计的原型滤波器,可以达到比OFDM系统更高的频谱利用率。在不久的将来,随着对FBMC系统低复杂度实现方式的深入研究以及硬件技术的进一步发展,FBMC系统的大规模应用成为可能。在5G或未来通信中,它将扮演越来越重要的角色,并有望成为OFDM的替代性方案,适应更加多样化的应用场景。但是,和OFDM系统一样,它仍然