[發明專利]基于融合通道且對天空免疫的圖像去霧方法

有效

• 申請號: 201611232840.6
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106846263B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 畢國玲;付天驕;聶婷;薛金來;陳長征
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 22214 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱紅玲<國際申請>=<國際公布>=<進入

基于融合通道且對天空免疫的圖像去霧方法，涉及數字圖像處理技術領域，解決現有圖像去霧方法去霧后存在圖像上天空區域色彩失真，出現光暈現象和塊效應，導致去霧效果差以及現有方法存在識別過程繁瑣計算量大等問題，對有霧圖像進行最小值、最大值濾波，粗略估計大氣光及引入修正因子，分別暗通道的透過率和亮通道的透過率的粗略估計；采用引導濾波分別進行精細優化，判斷暗通道透過率的粗略估計是否大于亮通道透過率的粗略估計，如果是，暗原色通道圖像為天空區域，如果否，則暗原色通道圖像不是天空區域，獲得精確的融合透過率估計；并將所述像素均值作為對大氣光的自適應準確估計以及融合透過率，采用大氣散射成像模型獲得去霧清晰化圖像。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理技術領域，具體涉及一種基于融合通道且對天空免疫的圖像去霧方法。

背景技術

近年來，霧霾天氣較為常見，由于空氣中大量氣溶膠粒子、微小水滴等顆粒對光線的吸收和散射作用導致戶外成像質量嚴重退化，圖像顏色失真偏灰白，圖像模糊細節不清晰，對比度下降。不僅影響視覺效果，還直接限制了戶外成像系統的效用的發揮，給后期圖像處理和分析帶來了困難。因此，對霧天圖像進行清晰化處理十分必要。

目前，圖像去霧技術已經成為研究熱點，對單幅圖像去霧方法有圖像增強方法和圖像復原方法兩種。圖像增強方法主要是借助圖像處理等手段，如直方圖均衡化、頻域濾波、Retinex等，通過削弱或去除一些不需要的信息，突出圖像中的某些信息，在一定程度上能提高圖像的對比度，改善視覺效果，但是沒有從霧天圖像的模糊退化機理入手，并不是實質上的去霧。

圖像復原方法去霧是從大氣散射理論出發，考慮圖像退化原因，建立霧天成像的散射模型，實現場景復原，能獲得較為理想的去霧效果，其中以暗原色先驗的去霧方法為代表。暗原色先驗是一種對無霧圖像的統計規律，首先粗估計出介質傳播函數，然后利用軟摳圖原理或者引導濾波器對透過率圖像進行精細優化，該算法取得令人嘆服的去霧效果。

然而在場景目標的亮度與大氣光相似的情況下，圖像中存在大面積的天空區域基本找不到像素值很小的點，此時暗原色假設失效。對于戶外圖像一般都會存在一定面積的天空圖像，然而，以上無論是圖像增強算法還是圖像復原算法，這些算法有一個共同的缺點，就是會造成去霧后天空區域色彩失真，出現光暈現象和塊效應，嚴重影響去霧效果。相應的改進算法需要提取天空梯度信息等特征，進行天空識別，從而對天空和非天空區域進行分割，然后采取不同的透過率估計方法進行去霧處理，識別過程繁瑣，計算量大。

發明內容

本發明為解決現有圖像去霧方法去霧后存在圖像上天空區域色彩失真，出現光暈現象和塊效應，導致去霧效果差以及現有方法存在識別過程繁瑣計算量大等問題，提供一種基于融合通道且對天空免疫的圖像去霧方法。

基于融合通道且對天空免疫的圖像去霧方法，該方法由以下步驟實現：

步驟一、對原始有霧圖像I(x)分別進行最小值濾波和最大值濾波，分別獲得暗原色通道圖像和亮原色通道圖像；

步驟二、取暗原色通道圖像中亮度值最高的0.1％的像素，在原始有霧圖像I(x)中尋找對應像素值的點，并取最大的像素值作為對大氣光A的粗略估計；

步驟三、引入修正因子ω，并根據步驟二獲得的大氣光A的粗略估計，獲得暗通道透過率的粗略估計和亮通道透過率的粗略估計用下式表示為：

式中，c為R、G、B三通道中的一個顏色通道，取暗原色通道圖像的修正因子ω_D＝0.8，亮原色通道圖像的修正因子

步驟四、根據步驟三獲得暗通道透過率的粗略估計和亮通道透過率的粗略估計采用引導濾波分別對暗通道透過率的粗略估計和亮通道透過率的粗略估計進行精細優化，分別得到暗通道透過率的精細估計和亮通道透過率的精細估計