[發明專利]一種基于圖像亮度分層的視頻圖像去霧方法

無效

• 申請號: 201110182406.2
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102231791A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 蔚曉明
• 申請（專利權）人: 北京云加速信息技術有限公司
• 主分類號: H04N5/202
• 分類號: H04N5/202
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 曾永珠

技術領域

本發明涉及視頻圖像處理，特別涉及一種基于圖像亮度分層的視頻圖像去霧方法。

背景技術

霧天圖像處理的方法主要分為兩大類：圖像增強和圖像復原。圖像增強的方法是一種通用的方法，并不需要考慮霧的形成原理，這種方法與其它的增強方法同屬一類，主要是為了提高圖像的對比度，突出圖像的細節。因此，這種方法較為魯棒但專門針對霧天圖像難以達到最好的增強效果。另一種方法是根據霧天圖像退化的模型，模擬建立相應的模型進行反演，補償退化過程造成的圖像失真以及細節丟失。這種方法的針對行較強，圖像處理的效果也符合人的視覺感官。以下主要根據這兩條主線來分析各種研究方法的利弊。

2、基于圖像處理的霧天圖像增強

基于全局的圖像增強方法，主要是指在對圖像的灰度調整時依據整幅圖像的統計信息。當霧較小或者圖像場景簡單的時候，該方法能夠取得一定的成效。但是一般場景圖像中場景比較復雜，深度信息也較多，一般全局化得處理方法不能夠滿足實際需求。該類方法主要有全局直方圖均衡化方法、同態濾波方法、小波濾波方法、retinex方法、曲波變換方法、基于大氣調制傳遞函數的方法。

局部圖像增強方法是相對全局圖像增強而言，圖像像素只跟其周圍的像素的相關性較大，根據ROI圖像區域的特性來估計變換或者傳遞函數并將估計的結果用于局部的圖像增強，往往能夠得到比全局方法更好的增強效果。該類方法主要有局部直方圖均衡方法，局部對比度增強方法、基于局部方差的增強方法。

2、基于物理模型的霧天圖像復原

一般對場景深度變化較大的圖像，經過圖像恢復后，部分圖像區域的對比度仍然比較低，一般不能夠滿足實際需求。這種情況下，采用偏微分方程能夠在一定程度上對圖像的色彩清晰度和對比度有較好的提高。另外，場景深度信息也是霧天圖像中一種有用的信息，根據場景深度的信息，對霧天場景的光學成像建立模型，借助晴天和霧天的圖像作參考，確定圖像中各點的深度比關系，該類方法適用于薄霧圖像，而對于大霧的圖像則難以滿足處理要求。還有一類物理模型方法為基于先驗信息的霧天圖像復原方法。這類方法主要依據為這樣一個事實，經過統計發現無霧圖像相對于有霧的圖像必定具有較高的對比度。通過利用最大化復原圖像的局部對比度來達到去霧的目的。經過處理后的圖像一般顏色過于飽和。后來，研究者提出了基于暗原色的先驗的圖像去霧技術，該方法建立在統計大量的不受霧氣影響的圖像，得到暗原色的統計規律。該方法在目標亮度與大氣的光相似時，暗原色先驗信息將失效。

通過上述對各類方法的優缺點的分析可知，這些方法盡管在解決問題的思路上存在著本質的區別，但是各有各的優缺點。

發明內容

本發明的目的在于，為解決上述問題，本發明提出一種基于圖像亮度分層的視頻圖像去霧方法，具有魯棒性的去霧往往需要融合互補性較大的方法，來適應不同的場景圖像。

為實現上述發明目的，本發明提出一種基于圖像亮度分層的視頻圖像去霧方法，其特征在于，該方法基于Open?MP技術，將自適應retinex圖像去霧方法和基于暗色通道先驗的去霧方法結合來實時處理圖像；該方法的具體步驟包括：

步驟1)：采用聚類方法對圖像亮度分層，得到高亮度圖像類和低亮度圖像類；并對每類圖像進行分塊；

步驟2)：對高亮度圖像類中的每個塊用自適應retinex圖像去霧方法進行處理；對低亮度圖像類中的每個塊用基于暗色通道先驗的去霧方法進行處理；

步驟3)：對所述步驟2)去霧處理后的結果圖分別通過對灰度范圍整體歸一化處理；

步驟4)：將所述步驟3)獲得的結果進行Open?MP并行化處理后輸出；至此，基于圖像亮度分層的視頻圖像實時去霧完成。

所述步驟2)中基于暗色通道先驗的去霧方法的具體步驟包括：

步驟21)：選擇暗影通道圖像中亮度值超過0.1％的像素，在這些像素中選出亮度值最大的像素作為全局環境光A^C的估計；

步驟22)：利用所述步驟21)獲得的全局環境光A^C按照式(1)計算獲得透射率t(x)；