[發明專利]一種基于暗通道信息的圖像去霧方法

有效

• 申請號: 201210511068.7
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102968772A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 王正寧;許林峰;曾遼原;劉光輝;李宏亮;黃敏
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 張楊

技術領域

本發明屬于圖像處理和計算機視覺技術領域，尤其涉及一種基于暗通道信息的單幅圖像去霧處理方法。

背景技術

霧天圖像恢復是圖像處理和計算機視覺等技術領域的關鍵技術。因為經典的計算機視覺算法往往假設輸入圖像是物體表面反射光，針對某些有霧圖像，這些方法的數學模型不可避免的會在一定程度上失效，從而影響最終的圖像去霧效果。因此，研究霧天圖像成像退化模型和去霧方法具有重要的意義。

針對單幅霧天圖像，現有的圖像去霧方法通常是基于霧天圖像的先驗信息規律。典型的方法有Tan方法(局部對比度最大化方法)、Fattal方法(基于獨立成分分析的場景反照率和透射率估計方法)和He方法(基于暗通道先驗信息的圖像去霧方法)。Tan方法是基于先驗信息——無霧圖像的對比度往往比有霧圖像的對比度要高，通過算法處理使有霧圖像的局部區域的對比度達到最大，以達到圖像去霧的目的，但恢復的圖像對比度往往很高，容易造成圖像紋理細節信息的淹沒；Fattal方法的先驗信息是假設環境光分量和物體表面的反射光分量是不相關的，以此估計出物體表面反射光分量，但恢復出的圖像往往失真度較高；He方法選用一個尺度參數計算彩色圖像中對應尺度窗口中像素各分量的最小值，并將此值作為暗通道先驗信息，然后通過暗通道先驗信息估算場景的深度信息，將深度信息結合大氣散射模型估算場景的透射率，再通過軟摳圖方法優化估算的場景透射率，最后根據優化的場景透射率和估算的大氣光照向量A=[I_xy(R),I_xy(G),I_xy(B)]，進行圖像的去霧處理。雖然He方法恢復出的圖像去霧質量較為理想，但只考慮了一個尺度參數，且采用運算極為復雜軟摳圖優化方法來估計場景的透射系數，計算量會隨著圖像尺寸的增大呈現出幾何級增加，在現有硬件基礎上很難做到對霧天圖像去霧的實時處理，難以運用到實際應用中。

發明內容

有鑒于此，本發明的發明目的在于：提供了一種降低去霧處理運算復雜度、處理效率高，去霧處理的圖像質量較高、能滿足實時處理應用的需求的基于暗通道信息的圖像去霧方法。

本發明的一種基于暗通道信息的圖像去霧方法，包括下列步驟：

S1、將輸入圖像I(x)轉換到RGB色彩空間，計算各像素點在RGB色彩空間中各色彩通道的最小值，得到輸入圖像I(x)的初始暗通道統計值DC₀(I)；

S2、按尺度N_i統計所述DC₀(I)的暗通道信息，得到輸入圖像I(x)在不同尺度N_i下的暗通道統計值其中i＝1，…，n，所述n為大于等于1的自然數；并對進行高斯濾波處理，高斯尺度取為N_i，得到高斯平滑暗通道統計值

S3、對所述DC₀(I)、n個進行加權平均處理，得到加權平均處理后的暗通道統計值DC(I)；并對所述DC(I)進行歸一化處理，處理結果記為DC_N(I)；

S4、根據步驟S3得到的DC_N(I)輸入圖像I(x)得到大氣光照向量A=[I_xy(R),I_xy(G),I_xy(B)]；取數值1與所述DC_N(I)的差為場景透射系數矩陣T；

S5、根據場景透射系數矩陣T和大氣光照向量A對輸入圖像I(x)進行圖像去霧處理。