[發明專利]基于快速小波變換和加權圖像融合的單幅圖像去霧方法

有效

• 申請號: 201410200960.2
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103955905B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 黃治同;張紅;紀越峰
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及圖像復原領域，具體地說是一種基于快速小波變換和加權圖像融合單幅圖像去霧方法。?

背景技術

在惡劣天氣條件下捕獲的室外圖像，由于空氣中懸浮的微粒(如霧、靄)會對光線產生吸收、輻射和散射作用，其中吸收和輻射對成像的影響較小，大氣粒子的散射會引起光線在大氣傳播中發生強度和顏色的改變，從而導致捕獲的霧天圖像呈現對比度低，顏色失真等特點，這對后續的圖像處理(如目標識別、特征提取等)造成一定的困難。?

目前的戶外計算機視覺系統(如視頻監控、智能交通等)均需充分提取圖像的特征，所以在惡劣天氣條件下獲取清晰的無霧圖像在計算機視覺領域具有重要意義，同時由于視頻監控等系統的實時需求，去霧算法的高效性也是至關重要的。近年來，圖像去霧技術逐漸成為國內外學者的研究熱點。?

近期幾乎所有的去霧算法都是建立在大氣散射模型之上的，而在該模型中霧所依賴的景深信息和天空光是未知的。由于從單幅圖像中獲取景深信息缺少約束條件，所以很多研究學者提出基于多幅圖像或添加額外信息進行去霧。然而在實際的計算機視覺系統中，獲取同一場景不同天氣條件下的多幅圖像或者采用其余設備獲取額外信息都是難以實現的。所以基于單幅圖像的去霧算法才更具有研究價值。?

近來，基于單幅圖像的去霧技術已經取得了重大突破。Fattal(R.Fattal,“Single?image?dehazing,”International?Conference?on?Computer?Graphics?and?Interactive?Techniques,pp.1–9,2008.)利用獨立成分分析法，通過假定透射率與局部表面投影是不相關推斷出透射率，從而進行霧天圖像的還原，但復原的圖像往往出現失真。Tan(R.T.Tan,“Visibility?in?bad?weather?from?a?single?image,”IEEE?Conference?on?Computer?Vision?and?Pattern?Recognition,pp.1–8,2008.)通過觀察發現霧天圖像比無霧圖像的對比度低，所以提出通過最大化局部區域對比度來提高霧天圖像的清晰度，但由于該方法是基于顏色統計的，所以在濃霧時會失效。He(K.He,J.Sun,and?X.Tang,“Single?image?haze?removal?using?dark?channel?prior,”IEEE?Conference?on?Computer?Vision?and?Pattern?Recognition,pp.1957–1963,2009.)等人通過對大量的室外無霧圖像進行統計實驗發現了暗通道先驗理論，利用該理論與軟摳圖可以得到較好的去霧效果，但是由于采用復雜度較高的軟摳圖算法，所以該算法效率較低。Tarel(Jean-Philippe?Tarel,Nicolas?Hauti`ere,“Fast?Visibility?Restoration?from?a?Single?Color?or?Gray?Level?Image,”International?Conference?on?Computer?Vision,2009.)采用中值濾波器估計大氣幕，得到了一種快速的去霧方法，但是該方法需要設置較多的參數。總而言之，上述所有的算法在速度或者效果上均有待提高。?

發明內容

本發明提供一種基于快速小波變換和加權圖像融合的單幅圖像去霧方法，該方法可以有效快速的實現對霧天圖像的清晰化處理。?

為了解決上述技術問題，本發明的具體實施步驟為：?

(1)獲取霧天圖像，并求取霧天圖像的暗原色圖，根據暗原色圖獲取大氣光向量值；?

(2)對原霧天圖像的RGB三通道求取最小值獲得最小成分圖像，對最小成分圖像進行快速小波變換和中值濾波推導得到透射率，根據大氣散射模型利用得到的大氣光向量值和透射率得到初步去霧圖像；?

(3)對原霧天圖像減去對應于其灰度均值的比例因子并乘以相應的值從而進行簡單的對比度增強；?

(4)將得到的初步去霧圖像與進行簡單對比度提高的圖像進行加權圖像融合，得到最終的去霧圖像。?

進一步，步驟(1)所述的暗原色圖是指：根據獲取霧天圖像的暗原色I^dark，其中I為原霧天圖像，I^c代表I的c顏色通道(c∈{r,g,b})，Ω(x)是以x為中心的一塊方形區域。?