Verbesserung von Bildern mit schwacher Beleuchtung durch nicht gesättigte stochastische Resonanz basierend auf gaußscher radialer Basisfunktion

SUN Xuefeng ,  

LING Quan ,  

DANG Pengfei ,  

LI Pei ,  

ZHANG Rongrong ,  

XU Ming ,  

摘要

Zur Lösung des Problems niedrigen Kontrasts und Detailverlusts bei Bildern mit schwacher Beleuchtung sowie der Sättigungsausgabe und eingeschränkten Nutzung der Rauschenergie beim klassischen bistabilen stochastischen Resonanzverfahren wird in diesem Artikel eine Methode zur Verstärkung stochastischer Resonanz basierend auf der gaußschen radialen Basisfunktion vorgeschlagen. Es wurde eine nicht gesättigte symmetrische bistabile Potentialfunktion konstruiert, die die gaußsche radiale Basisfunktion und eine lineare Funktion kombiniert. Ein Verstärkungsprozess mit subthreshold Eingabegenerierung, pixelweiser stochastischer Resonanzlösung und reaktionsgesteuerter Luminanzfusion wurde entworfen; es wurde ein Kontrastresonanz-Trennungsindex vorgeschlagen und der umfassende Verstärkungsqualitätsindex CEQI aus 8 Dimensionen aufgebaut. Die Ergebnisse zeigen, dass die nicht gesättigte Potentialfunktion die Resonanztrennung gegenüber der klassischen bistabilen Potentialfunktion verbessert und einen größeren effektiven Rauschparameterbereich bietet. Bei zwei Arten von Bildern mit schwacher Beleuchtung, bei denen der helle Kontrast unklar bzw. deutlich ist, erreichte die Methode durchschnittliche CEQI-Werte von 0,8012 bzw. 0,7571 und ist damit besser als der klassische stochastische Resonanzalgorithmus (0,7043, 0,6929) sowie traditionelle Methoden wie CLAHE, Gamma, MSRCR und SSR; der durchschnittliche CEQI-Wert bei realen Szenen beträgt 0,78. Diese Studie führt die nicht gesättigte stochastische Resonanz in die Verbesserung von Bildern mit schwacher Beleuchtung ein und bietet einen neuen Ansatz zur Verbesserung der Detailwiederherstellung in dunklen Bereichen und zur Unterdrückung von Überbelichtung.

关键词

stochastische Resonanz; Bildverbesserung; Bilder bei schwacher Beleuchtung; nicht gesättigte Potentialfunktion; gaußsche radiale Basisfunktion

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