课题基金 / 基金详情

基于物理特性与特征学习的图像去霾算法研究

批准号:
61772396
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
苗启广
依托单位:
学科分类:
计算机图像视频处理与多媒体技术
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
武越、粆倩文、李宇楠、刘如意、葛道辉、王攀峰、田宽、范莹莹、王雅晴

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项目成果

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中文摘要
霾天气下的图像常因气溶胶粒子的散射作用而降质,并影响视觉效果和后续处理。针对现有方法大多将不同成因的雾霾图像等同处理的问题,本课题拟在分析霾和其他气象条件散射行为差异的基础上,深入研究:1)面向不同波长大气光的散射差异,设计基于霾环境下成像模型的图像去霾算法;2)根据霾图像远/近景差异,引入信息熵来描述图像不同位置的能量变化,设计基于图像融合的去霾算法;3)针对传输图估计误差导致复原图像的失真问题,设计基于估计传输图的多项式函数,并通过最小化其与标准传输图的差异来实现传输图优化;4)构建全卷积网络,利用“霾图像—标准无霾图像”图像对数据集学习霾对图像降质的影响,实现有霾图像的复原。重点突破基于深度神经网络进行霾图像特征学习的关键技术,实现对任意给定场景下单幅图像的去霾处理。研究成果能够进一步提升室外视觉设备对恶劣天气的适应能力,对面向公共安全的安防、水文监控及交通监测等领域有重要应用价值。
英文摘要
Outdoors images are always degraded by suspending particles in haze condition, which affect the visual quality and post-processing. In order to solve the problem of unsatisfactory restoration caused by dehazing in an analogous way with defogging, basing on the analysis of different scattering behavior of haze from other conditions, we plan to study deeply on: 1) designing a dehazing algorithm based on the imaging model in haze condition and different scattering behavior along with the variation of wavelength. 2) employing the theory of information entropy to describe the variation of energy in far range and close range regions in hazy image, and design a dehazing algorithm based on image fusion. 3) designing a polynomial function of the estimated transmission map to solve the distortion like halo effect, and optimize it by minimizing the difference between estimated and standard transmission map. 4) building a fully convolutional network and learning the influence of haze impacted on images with "hazy-haze free" image pairs, then restoring images with this model. We will make breakthroughs in feature learning of hazy images with the deep neural networks, and achieve single image dehazing in any given scenes. Our research can improve the adaptability of outdoor computer vision devices to bad weathers and is of significant meaning to public safety oriented security, Hydrological and traffic monitoring.
霾天气下的图像常因气溶胶粒子的散射作用而降质,并影响视觉效果和后续处理。针对现有方法大多将不成因的雾霾图像等同处理的问题,本课题在分析霾和其他气象条件散射行为差异的基础上,首先研究了霾环境下的图像成像模型,针对图像中大气光来源的区域,即图像中的天空区域的通道进行分离,并根据人眼对绿光最为敏感这一视觉理论基础,以该通道为标准对三个通道进行自适应均衡。通过这种方法消除色彩失真,可以在最大程度上关注霾对每一幅图像的影响,从而使复原结果更加自然,避免了基于先验的传统方法对某些重霾图像恢复不足、轻霾图像过处理的问题。同时,针对雾霾对于图像远近景的差异,针对远景与近景的不同降质问题,对图像的近景和远景细节特征分别加以增强,采用金字塔融合的方式,对两种增强图像进行加权融合,以得到远近景均较为清晰的复原结果;结合深度神经网络,进一步设计了一种端到端的渐进式图像去霾网络,在渐进式传输图估计子网络中,用不同霾程度图像所对应的传输图作为真值图像对每一阶子网络加以监督,并通过自适应融合提升复原图像的质量。此外,还研究了和图像去雾霾相关的图像质量评价、图像去雾霾与手势识别、人体行为识别等高层视觉任务相结合等内容,重点突破基于深度神经网络进行霾图像特征学习的关键技术,实现对任意给定场景下单幅图像的去霾处理。研究成果能够进一步提升室外视觉设备对恶劣天气的适应能力,对面向公共安全的安防、水文监控及交通监测等领域有重要应用价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Attention adjacency matrix based graph convolutional networks for skeleton-based action recognition
基于注意力邻接矩阵的图卷积网络用于基于骨架的动作识别
DOI: 10.1016/j.neucom.2021.02.001
发表时间: 2021
期刊: Neurocomputing
影响因子: 6
作者: [Jun Xie, Qiguang Miao, Ruyi Liu, Wentian Xin, Lei Tang, Sheng Zhong, Xuesong Gao]
通讯作者: Xuesong Gao
DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005942
发表时间: 2020
期刊: 软件学报
影响因子: --
作者: [葛道辉, 李洪升, 张亮, 刘如意, 沈沛意, 苗启广]
通讯作者: 苗启广
Self-Paced Dense Connectivity Learning for Visual Tracking
用于视觉跟踪的自定进度密集连接学习
DOI: 10.1109/access.2019.2904315
发表时间: 2019
期刊: IEEE Access
影响因子: 3.9
作者: [Ge Daohui, Song Jianfeng, Qi Yutao, Wang Chongxiao, Miao Qiguang]
通讯作者: Miao Qiguang
Superpixel-Based Shallow Convolutional Neural Network (SSCNN) for Scanned Topographic Map Segmentation
用于扫描地形图分割的基于超像素的浅层卷积神经网络 (SSCNN)
DOI: 10.3390/rs12203421
发表时间: 2020-10
期刊: Remote Sensing
影响因子: 5
作者: [Liu Tiange, Miao Qiguang, Xu Pengfei, Zhang Shihui]
通讯作者: Zhang Shihui
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    面向人体骨架多域信息传递与融合的图卷积行为识别研究
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      54万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      苗启广
    • 依托单位:
    彩色地形图中地理要素提取与识别技术研究
    • 批准号:
      61472302
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      84.0万元
    • 批准年份:
      2014
    • 负责人:
      苗启广
    • 依托单位:
    机载Lidar点云与航空影像的智能三维融合技术研究
    • 批准号:
      61272280
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      78.0万元
    • 批准年份:
      2012
    • 负责人:
      苗启广
    • 依托单位:
    基于Shearlet的图像奇异性检测及在无水桥梁识别中的应用研究
    • 批准号:
      61072109
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      33.0万元
    • 批准年份:
      2010
    • 负责人:
      苗启广
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金