[發明專利]一種霧天連續視頻圖像實時性增強處理系統

有效

• 申請號: 201210007378.5
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102611828A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 吳煒;何小海;何艷;黃曉強;李軍華;陳英濤;楊宗瑞
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H04N5/21
• 分類號: H04N5/21;G06T5/00
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 劉雙蘭

技術領域

本發明涉及一種視頻圖像增強技術，具體地涉及一種基于分塊處理和模糊算法的霧天連續視頻圖像實時性增強處理系統，屬于圖像復原及圖像增強技術領域。

背景技術

圖像的質量直接影響到后期的圖像分析，因此人們常用數字圖像處理的方式對圖像的質量進行改善。霧天時，彌漫在空中的霧霾大幅度降低了景物的能見度，使得景物的細節無法辨認，交管部門無法獲得清晰地實時圖像信息，治安監控不能達到理想的效果等等，給人們的生產生活帶來嚴重的影響。因此，提高霧天視頻圖像的能見度，增強霧天連續視頻圖像的清晰度成為了戶外實時圖像處理系統中亟待解決的問題之一。

目前，霧天視頻圖像處理系統中經常采用基于整幅圖像確定變換或轉移函數對圖像進行全局處理的方法，如全局直方圖，曲波、小波變換，同態濾波等等。對于圖像的全局處理通常其算法較簡單，但是會因為所選參數對局部區域的不適應性而造成部分區域成像質量惡化的情況。模糊算法是分析和解決不確定性問題的一種有力工具，在圖像處理系統領域中得到了成功的運用，尤其是在對比度模糊圖像的增強的運用中，得到了比全局直方圖、曲波、小波變換、同態濾波等等全局處理方法更好的處理效果。

發明內容

本發明的目的正是為了克服現有視頻圖像處理系統中所存在的缺陷和不足，而提供一種基于分塊處理和模糊算法的霧天連續視頻圖像實時性增強處理系統。本發明提供的處理系統是將圖像按照不同的特征劃分為不同的局部區域，再根據局部區域的特征來計算變換或轉移函數，并將這些函數用于所對應的局部區域，以得到全局處理不能實現的增強效果；突出圖像細節的同時，減少圖像的失真；以改善在霧天條件下連續視頻圖像的視覺效果，增強圖像畫面對比度，提高圖像實時性增強效果。

為實現上述目的，本發明采用以下技術措施構成的技術方案來實現的。

本發明的霧天連續視頻圖像實時性增強處理系統其基本原理是：將視頻圖像分為基礎幀和后續幀兩類，且處理系統將自動更新基礎幀和后續幀；然后對基礎幀進行自適應分塊處理，對分出的每個子塊再自適應匹配渡越點，并計算每個子塊的隸屬度函數，即模糊算法的具體運算；再將要處理的圖像從空域變換到模糊域，然后在模糊域上進行非線性變換，最后再反變換回空域；即得到每個子塊的R、G、B三個通道圖像增強前后的顏色通道映射表。根據所述顏色通道映射表對基礎幀進行增強為基礎的去霧處理，對后續幀先判斷圖像亮度均值與基礎幀的亮度均值之差來決定是否更新基礎幀；如果后續幀亮度均值與基礎幀亮度均值之差大于5則需要將后續幀作為更新基礎幀而對基礎幀進行重新分塊，并自適應匹配渡越點計算顏色通道映射表，匹配新的映射表。如果后續幀亮度均值與基礎幀亮度均值之差小于5或等于5，則不需要將后續幀作為更新基礎幀，此時根據像素點所處的位置判斷像素點屬于哪個子塊，只需要根據計算好的該子塊的顏色通道映射表進行查表處理即可。而后續幀子塊通過和基礎幀的子塊比較，再進行R、G、B三個顏色通道的映射或者對像素進行均值處理。通過上述方法對視頻圖像進行處理后，既減少了視頻圖像處理的運算量，且大幅度地提高了視頻圖像處理速度；同時還保證了視頻圖像的質量，完全能滿足獲得實時清晰圖像信息及監控效果的需要；與傳統視頻去霧方法相比大大提高了圖像增強實時性。

本發明提供的一種基于分塊處理和模糊算法的霧天連續視頻圖像實時性增強處理系統，包括以下操作步驟：

(1)將視頻圖像進行分幀

首先將要處理視頻圖像劃分為基礎幀和后續幀兩類；

(2)設定渡越點數目，建立顏色通道映射表庫

將視頻圖像灰度值在40-80范圍內每間隔10設定一個渡越點，共為5個，圖像灰度值在80-120范圍內每間隔5設定一個渡越點，共為8個，圖像灰度值在120-255范圍內每間隔10設定一個渡越點，共為13個；總共設定26個渡越點，每個渡越點對應一個隸屬度函數和顏色通道映射表，并構成顏色通道映射表庫；

(3)對基礎幀自適應分塊及匹配渡越點

根據視頻圖像的像素亮度方差的大小，將視頻圖像所述基礎幀自適應分成1-64個子塊圖像，對每個子塊進行自適應匹配渡越點，然后對每個子塊進行模糊算法處理，計算每個子塊的隸屬度函數，以分別獲得基礎幀各子塊的R、G、B三個通道圖像增強前后的顏色通道映射表；

(4)增強基礎幀子塊圖像