[發(fā)明專利]一種基于CUDA的圖像實時去霧方法

無效

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• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103049890A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘭時勇;程鵬;劉東輝;李新勝
• 申請（專利權(quán)）人: 四川川大智勝軟件股份有限公司;四川大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍;卓仲陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機應(yīng)用技術(shù)和計算機視覺領(lǐng)域，具體涉及一種基于CUDA的圖像實時去霧方法。

背景技術(shù)

圖像去霧是計算機視覺領(lǐng)域中的一個重要課題，對霧天圖像進(jìn)行清晰化可以增加圖像的視覺效果。在霧、霾等天氣條件下，場景輻射照度被大氣中的懸浮微粒散射，戶外場景能見度降低，圖像中目標(biāo)對比度和顏色等特征被衰減，景物的可辨識度大大降低。同時，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，諸如智能視頻監(jiān)控、目標(biāo)識別與檢測以及遙感應(yīng)用等領(lǐng)域?qū)σ曨l圖像的依賴越來越大，消除圖像中霧氣對場景目標(biāo)的影響顯得十分必要。

圖像去霧算法主要分為兩大類：基于非模型的圖像增強方法和基于物理模型的霧天圖像復(fù)原方法。基于圖像增強的方法，在算法處理時并不需要圖像退化的原因和模型，其本質(zhì)上可歸為圖像對比度增強的問題。典型方法如直方圖均衡、小波方法以及Retinex算法等。由于基于非模型的去霧方法只是簡單的增強圖像對比度，沒有從霧天圖像模糊機理和退化原因上入手，只在一定程度上改善了圖像的視覺效果，并非實質(zhì)上的去霧處理。于是，基于大氣散射模型的圖像去霧方法得到了不斷發(fā)展和創(chuàng)新。早期基于模型的方法需要借助不同天氣下的多張圖片或需要額外的深度信息進(jìn)行處理。這些方法雖然能達(dá)到較好的效果，但對圖像采集有苛刻的要求，并且需要用戶交互，無法實現(xiàn)自動去霧。近來，一些強先驗或假設(shè)應(yīng)用于單幅圖像自動去霧中，使圖像去霧技術(shù)站上了一個新的臺階。其中，具有里程碑意義的是基于暗原色先驗的單幅圖像去霧技術(shù)。該技術(shù)簡單有效，但需要計算復(fù)雜的矩陣及求解大型線性方程組，導(dǎo)致去霧算法耗費了大量的運算時間和空間，制約了其應(yīng)用的實時性。

綜觀國內(nèi)外現(xiàn)有的圖像去霧算法，雖已取得較大進(jìn)展，但在效率與質(zhì)量上難以兩全。傳統(tǒng)的基于CPU的架構(gòu)在圖形計算上顯得捉襟見肘，只有利用圖形處理器（GPU）才能滿足實際應(yīng)用的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于CUDA的圖像實時去霧方法，解決現(xiàn)有技術(shù)對圖像的去霧方法對設(shè)備要求高，計算耗時而且圖像不夠清晰的問題。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于CUDA的圖像實時去霧方法，包括以下步驟：

利用CUDA構(gòu)建CPU與GPU協(xié)同工作環(huán)境；

輸入原始有霧圖像，獲取該圖像的暗原色圖像及其大氣光值；

根據(jù)暗原色先驗獲取原始有霧圖像的透射率初始值，并利用引導(dǎo)濾波算法得到優(yōu)化后的透射率；

根據(jù)大氣散射模型中的原始有霧圖像、透射率分布和大氣光確定去霧后的復(fù)原圖像。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CUDA的圖像實時去霧方法，其特征在于：所述暗原色先驗是通過對戶外無霧圖像的觀察并通以下方法得出：設(shè)定J^c代表J的某一個顏色通道，而Ω(x)是以x為中心的一塊方形區(qū)域，

Jdark(x)=minc∈{r,g,b}(miny∈Ω(x)(Jc(y)))]]>

得出，其中，大氣光估計方法為：先取J^dark中0.1%亮度最大的像素，然后取這些像素對應(yīng)在原圖中的最大值作為大氣光值。