基于同態濾波方法的煤礦井下圖像增強技術研究

龔 云 ，頡昕宇

（西安科技大學 測繪科學與技術學院, 陜西 西安 710054）

0 引 言

煤炭是我國的主體能源，約占一次能源的70%，但在煤礦生產過程中由于操作不當容易發生瓦斯爆炸、塌方等事故[1]。當煤礦發生安全事故進行搜救工作時，同步定位與地圖構建技術(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)具有更好的應用，該技術能夠在未知環境中，在沒有先驗信息情況下，一邊構建塌陷礦道模型，一邊確定被埋人員位置，為搜救工作爭取寶貴時間[2-3]。由于受到井下粉塵和光源的因素的影響，視覺SLAM 系統采集的圖像信息呈現著低照度特點和對比度低的特點，而圖像質量的好壞對后續特征點匹配與建圖等任務有著直接影響[4]，因此對于煤礦井下的圖像增強技術的研究具有重要研究意義。

目前適用于煤礦井下的圖像增強技術主要分為基于空間域和基于頻率域2 大方面[5],基于空間域圖像增強的方法包括了直方圖均衡化方法[6]和Retinex 方法[7]等，基于頻率域的方法包括同態濾波方法[8]。其中直方圖均衡化方法只是根據圖像的灰度概率分布函數進行簡單的全局拉伸，沒有考慮像素間的灰度聯系情況，進行直方圖均衡化后，會在一定程度上提高圖像的對比度，但是圖像的灰度級會進行合并進而減少，造成細節的丟失[9]。而Retinex 方法假定空間照度是緩慢變化的，在圖像明暗變化劇烈的區域，容易出現光暈現象[10]。因此在處理井下光照差異很明顯的圖片，基于頻率域的同態濾波方法有更好的效果[11]。同態……