[發(fā)明專(zhuān)利]基于雙暗通道先驗(yàn)的圖像能見(jiàn)度修復(fù)方法及圖像處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510212080.1
• 申請(qǐng)日: 2015-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105374013B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃士嘉;陳柏豪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 臺(tái)北科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00;G06T5/20
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬雯雯;臧建明

本發(fā)明提供一種基于雙暗通道先驗(yàn)的圖像能見(jiàn)度修復(fù)方法及圖像處理裝置。本發(fā)明的圖像能見(jiàn)度修復(fù)方法包括：在接收輸入霧氣圖像后，根據(jù)各輸入像素的像素值，判斷輸入像素屬于局部光區(qū)域或是非局部光區(qū)域；根據(jù)關(guān)聯(lián)于訓(xùn)練集合中的圖像尺寸的每一區(qū)塊尺寸，分割局部光區(qū)域?yàn)槎鄠€(gè)區(qū)塊；根據(jù)對(duì)應(yīng)于各區(qū)塊尺寸的費(fèi)雪線(xiàn)性判別模型，判斷各區(qū)塊是否屬于局部光區(qū)塊，據(jù)以自各區(qū)塊尺寸中判定指定區(qū)塊尺寸；判定適應(yīng)性色彩參數(shù)以及分別對(duì)應(yīng)于指定區(qū)塊尺寸以及小區(qū)塊尺寸的雙暗通道；根據(jù)適應(yīng)性色彩參數(shù)、大氣光以及根據(jù)雙暗通道所判定的介質(zhì)圖，修復(fù)輸入霧氣圖像，據(jù)以產(chǎn)生除霧圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于費(fèi)雪線(xiàn)性判別的雙暗通道先驗(yàn)(Fisher’s lineardiscriminant-based dual dark channel prior)的圖像能見(jiàn)度修復(fù)方法及圖像處理裝置。

背景技術(shù)

在戶(hù)外場(chǎng)景中所拍攝的圖像往往會(huì)因?yàn)殪F氣、霾、沙塵暴等惡劣天氣中的混濁介質(zhì)而導(dǎo)致能見(jiàn)度的降低。就光學(xué)上而言，數(shù)字圖像的低能見(jiàn)度為不同的大氣粒子吸收并且散射數(shù)字相機(jī)與拍攝物之間的光線(xiàn)所導(dǎo)致。圖像低能見(jiàn)度會(huì)使得例如是戶(hù)外物體辨識(shí)系統(tǒng)、障礙物檢測(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及智能型運(yùn)輸系統(tǒng)等必須運(yùn)作在任何天氣狀況下的系統(tǒng)產(chǎn)生問(wèn)題。

為了恢復(fù)降質(zhì)圖像的能見(jiàn)度以及鮮艷色彩，許多圖像除霧技術(shù)已被視為有效的圖像修復(fù)工具，以利用場(chǎng)景深度信息來(lái)產(chǎn)生可用于各種計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用的無(wú)霧圖像。基此，許多圖像除霧方法相繼被提出。根據(jù)許多研究顯示，現(xiàn)有的圖像除霧技術(shù)可以分為兩大主要類(lèi)別：?jiǎn)螐垐D像信息以及非單張圖像信息。非單張圖像信息的方式可通過(guò)多張圖像或是特殊的硬件設(shè)備取得同一場(chǎng)景的附加幾何信息來(lái)估測(cè)未知的深度信息，以移除圖像的霧氣并且恢復(fù)圖像的能見(jiàn)度。然而，此種方式需要額外的硬件設(shè)備，其具復(fù)雜的技術(shù)以及昂貴的修復(fù)成本。近來(lái)圖像除霧的研究主要是朝向基于單張圖像信息的方式，在判別無(wú)霧圖像與輸入霧氣圖像的差異時(shí)，采用強(qiáng)烈假設(shè)(strong assumption) 或是先驗(yàn)(prior)來(lái)達(dá)到圖像的修復(fù)。在一種現(xiàn)有技術(shù)所提出的單張圖像除霧方法中，其觀(guān)察到相對(duì)于拍攝到的霧氣圖像，修復(fù)圖像具有較高的對(duì)比度，因此可通過(guò)將局部對(duì)比度最大化的方式來(lái)修復(fù)場(chǎng)景輻射(scene radiance)。

然而，此種方式會(huì)使得深度邊緣產(chǎn)生假影(artifact)。另一種現(xiàn)有技術(shù)所提出的單張圖像除霧方法中，其基于透射率和表面投影在局部上是沒(méi)有關(guān)聯(lián)的假設(shè)上來(lái)估測(cè)場(chǎng)景的反照率并且推導(dǎo)介質(zhì)圖(transmission map)。然而，此種方法不適用于霧氣密度較大的圖像。

另一種現(xiàn)有技術(shù)觀(guān)察到在戶(hù)外無(wú)霧圖像中，局部區(qū)域的像素在至少一個(gè)色彩通道中具有較低的像素值，因此提出一種以單像圖像并且利用暗通道先驗(yàn)(dark channelprior)來(lái)有效地移除霧氣的圖像除霧算法。目前為止，此種以單張圖像來(lái)有效地進(jìn)行除霧已在本領(lǐng)域引起廣泛的研究與討論。延續(xù)上述暗通道先驗(yàn)技術(shù)，另一種圖像除霧算法采用暗通道先驗(yàn)以及多階仿視覺(jué) (multi-scale Retinex)的技術(shù)來(lái)快速地進(jìn)行圖像的修復(fù)。然而，在惡劣的天氣下，局部光源以及色偏(color-shift)往往會(huì)使得整體處理程序變?yōu)閺?fù)雜。在此情境下，前述暗通道先驗(yàn)技術(shù)將會(huì)無(wú)法得到滿(mǎn)意的修復(fù)結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于雙暗通道先驗(yàn)的圖像能見(jiàn)度修復(fù)方法及圖像處理裝置，可在各種實(shí)際拍攝情況中有效地針對(duì)單張圖像進(jìn)行除霧。