[發(fā)明專利]一種去霧圖像的曝光補償和邊緣增強方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610132835.1
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105809641B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 白永強;趙棟;高振巍;陳杰;竇麗華;鄧方;陳文頡
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 李愛英,仇蕾安

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理領域，具體涉及一種去霧圖像的曝光補償和邊緣增強方法。

背景技術(shù)

有霧天氣或者灰霾天氣拍攝的圖像和視頻常常出現(xiàn)圖像質(zhì)量差清晰度低的現(xiàn)象。為改善圖像的質(zhì)量、提高圖像的清晰度，需要對圖像進行去霧處理。

基于暗通道優(yōu)先(dark channel prior)的圖像去霧方法是基于霧模型去霧方法的一種，在實踐中取得了較好的效果。由于這種方法中透射率估計偏低，并且需要用一種軟摳圖的方法進行優(yōu)化，因此其主要缺點是計算復雜度較高，并且去霧圖像較暗，即曝光不足。為了提高計算速度，可采用導向濾波器對粗糙透射率估計進行優(yōu)化，但此時導向濾波器是導向圖為模糊的的霧圖像，因此得到的去霧圖像會產(chǎn)生邊緣模糊現(xiàn)象。

綜合上述分析，采用暗通道優(yōu)先和導向濾波器結(jié)合的方法(即GDCP去霧算法)的主要缺點表現(xiàn)為曝光不足和邊緣模糊。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種去霧圖像的曝光補償和邊緣增強方法，能夠有效改進去霧圖像的曝光不足和邊緣模糊問題。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種去霧圖像的曝光補償和邊緣增強方法，包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)暗通道優(yōu)先的定義計算待處理的霧圖像I的暗通道I^dark；并根據(jù)暗通道I^dark估計大氣光A；

步驟二、根據(jù)估計得到的大氣光A計算I/A的暗通道；根據(jù)I/A的暗通道估算出初始透射率對初始透射率做高斯平滑處理得到平滑透射率t^s；

步驟三、采用圖像金字塔技術(shù)求取霧圖像I的第0層拉普拉斯金字塔L₀，并利用公式(3)對平滑透射率t^s進行優(yōu)化得到t^e：

其中，表示導向濾波處理，ξ是預設的調(diào)整的比例參數(shù)，是霧圖像I的第0層拉普拉斯金字塔L₀的亮度圖像；

步驟四、根據(jù)估計得到的大氣光A以及t^e計算出初始去霧圖像J^L：

步驟五、分解出初始去霧圖像J^L的亮度層L，根據(jù)亮度層L計算得到亮度圖像對做標準化和融合處理得到消色圖像I_dec：

步驟六、對消色圖像I_dec作伽馬變換得到L′；

步驟七、保持初始去霧圖像J^L的色度層H和飽和度層S，將L′代替圖像的亮度層L，重構(gòu)得到最終的去霧圖像。

進一步地，所述大氣光A的估計方法為：先取待處理的霧圖像I的暗通道I^dark中亮度最大的0.1％的像素集B，然后取像素集B對應在原圖I中的像素集B_I，從B_I中選取RGB三個通道和最大的像素點作為A的估計。

進一步地，所述初始透射率估算方法是：

其中，ω是一個接近1但小于1的常量，c是霧圖像I的顏色通道{r，g，b}中的某一個通道；Ω是一個以x為中心的局部窗口區(qū)域，y表示在Ω窗口中的像素，I^c(y)表示霧圖像I在y處的第c顏色層的取值，A^c表示A的第c顏色層取值。

進一步地，所述根據(jù)亮度層L計算得到亮度圖像具體為：

其中，G[·]是高斯羽化算子；M_mask(x)表示M_mask在x點的取值；其中，S(x)≥μand L(x)≥v；H是色度層，S是飽和度層；參數(shù)κ為預設的周期調(diào)節(jié)參數(shù)，是補償角度，τ為預設的用于減小飽和度影響的參數(shù)；μ和v是預設的閾值；N為區(qū)域Ω內(nèi)的像素個數(shù)，S(x)表示在x點處的飽和度，L(x)表示在x點處的亮度。

進一步地，所述做標準化和融合處理方法分別為：

其中，為標準化亮度圖像，χ為預設的用來調(diào)整全局強度避免圖像過曝或欠曝的參數(shù)；η為預設的控制L和的混合比例參數(shù)。

有益效果：

本發(fā)明提出了一種針對GDCP去霧算法的曝光補償和邊緣增強的改進算法。在本發(fā)明中，將一種改進的基于顯著度引導的消色算法與伽馬變換相結(jié)合，對去霧圖像的亮度層進行修正補償，從而有效改善了去霧圖像曝光不足的問題；并且通過對導向濾波器的輸入項進行邊緣信息補償?shù)姆椒ǎ行Ц纳屏巳レF圖像邊緣模糊的問題。

附圖說明