[發明專利]基于自適應聚類顏色傳遞的霧天圖像清晰化方法

無效

• 申請號: 200810018174.5
• 申請日: 2008-05-12
• 公開（公告）號: CN101281642A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 朱虹;李剛;鄧穎娜;王棟;劉薇;琚寧飛;袁承興;楊向波;邢楠;郭馨潞
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 西安弘理專利事務所
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于圖像恢復技術領域，涉及一種在低對比度低信息量條件下對圖像進行清晰化恢復的方法，具體涉及一種基于自適應聚類顏色傳遞的霧天圖像清晰化方法。

背景技術

隨著計算機圖像處理技術的不斷發展，以及監控，數碼攝像等領域的迫切需要，人們在分析某些低對比度、低信息量照片的時候，要求能夠對圖像進行較大程度的清晰化處理，恢復圖像中的一些關鍵信息。

在我國，大霧是一種時常出現的天氣情況，在大霧天氣下，無論應用于哪個領域的戶外視頻監視系統，所拍攝到的都是有著大霧干擾的低對比度的圖像。圖像信息量很低，其中存在著大量難以看清的畫面信息和相當一部分根本就無法分辨的細節信息，而這些有時卻正是一幅圖像最需要的內容，所以，在通常情況下，大霧下圖像的利用率相當低，甚至在一些情況下，不得不被當作廢圖像，不具有任何的使用和分析的價值。

一般情況下，對低對比度的圖像進行清晰化處理，采用的是拉伸對比度的方法，可是由于實際場景中的霧況的不一致性，使得所需要拉伸的程度也大不相同，并且很難找到霧況與對比度之間的映射關系，因此在很多情況下，即使是對對比度進行手動的非線性拉伸，也很難取得較好的效果，這就使得大霧天氣下的圖像恢復成了一個很棘手的問題。

發明內容

本發明的目的是，提供一種基于自適應聚類顏色傳遞的霧天圖像清晰化方法，來對大霧條件下所拍攝的霧天模糊圖像進行清晰化處理，恢復出霧天模糊圖像中的有效信息。

本發明采用的技術方案是，一種基于自適應聚類顏色傳遞的霧天圖像清晰化方法，該方法按照以下步驟實施，

步驟1、采集源圖像和目標圖像信息，通過顏色空間的轉換，對源圖像以及目標圖像分別進行解耦合處理；

步驟2、對步驟1所得的解耦合處理結果，在Lαβ顏色空間中，統計出其三個通道的源圖像與目標圖像的均值與方差，使源圖像的統計特性盡可能地向目標圖像“靠攏”，盡量使源圖像與目標圖像有相同的或盡量相似的統計特性；

步驟3、將步驟2所得到的在Lαβ顏色空間上的校正源圖像再由Lαβ顏色空間變換還原到RGB顏色空間，得到一次顏色傳遞校正結果圖像，

如果沒有顏色失真，進行完步驟3之后，就完成了源圖像的處理操作；

如果出現色偏失真，還需要通過以下步驟繼續完成對圖像顏色的校正；

步驟4、將步驟3所得到的一次顏色傳遞校正結果圖像繼續與目標圖像進行顏色聚類；

步驟5、對步驟4所得到的結果進行源圖像與目標圖像的相似類別的查找與對應；

步驟6、根據步驟5所得到的結果，進行二次顏色傳遞校正；

步驟7、用戶根據對顏色質量的主觀判斷，對步驟6所得的二次顏色傳遞校正圖像，調整二次校正的聚類個數，得到最終的校正結果圖。

本發明的有益效果是，實現了對大霧條件下所拍攝的圖像進行清晰化處理，恢復出大部分的細節信息，恢復圖像中的一些關鍵信息，恢復出圖像中的景物色彩信息。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明的工作原理是，采用自適應聚類顏色傳遞的方法，設置一個晴天下拍攝的圖像作為目標圖像(可以是不同場景的圖像)，該目標圖像可以與待處理圖像不是相同的景物，將待處理圖像在解耦合后的顏色空間上，通過改變待處理圖像的統計特性，使之與目標圖像的統計特性趨于相似的方式進行顏色傳遞。以此達到對霧天圖像的清晰化的處理效果，不在圖像中留下明顯的不平滑的人為處理過后的痕跡，使圖像處于一種自然的狀態。

本發明中，將有霧天氣下拍攝到的圖像稱為源圖像，將晴天天氣下拍攝到的清晰度好的圖像稱為目標圖像。也可以事先在處理之前，將目標圖像存儲于系統中，以備處理時使用。

本發明的霧天圖像清晰化處理方法，按照以下步驟實施，

步驟1、采集源圖像和目標圖像信息，通過顏色空間的轉換，對源圖像以及目標圖像的三個顏色通道RGB分別進行解耦合處理。

采用的方法是，將源圖像和目標圖像分別都從RGB顏色空間轉換到Lαβ顏色空間，因為Lαβ顏色空間上三個通道間的耦合程度比較低，所以通過空間轉換的方法，能夠達到對RGB顏色空間上的圖像三通道解耦合的目的。

RGB顏色空間到Lαβ顏色空間的轉換，轉換的過程共分兩步：

a、先將RGB顏色空間轉換到LMS顏色空間：