[發(fā)明專利]監(jiān)控視頻快速去霧方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710502958.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN107360344B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王柯儼;何旭升;李云松;胡妍;劉丹;郭杰;李嬌嬌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N5/21
• 分類號(hào): H04N5/21;G06T5/00
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種監(jiān)控視頻快速去霧方法，包括:

(1)使用戶外監(jiān)控相機(jī)采集有霧視頻；

(2)對(duì)有霧視頻的第一幀進(jìn)行去霧處理：

(2a)將當(dāng)前幀有霧圖像進(jìn)行上下對(duì)半劃分，并對(duì)該有霧圖像的上半部分采用暗通道先驗(yàn)求取大氣光；

(2b)對(duì)當(dāng)前幀有霧圖像在RGB三個(gè)通道上分別除以對(duì)應(yīng)大氣光進(jìn)行歸一化，并進(jìn)一步求得三通道最小值；

(2c)采用具有自適應(yīng)參數(shù)的線性公式估計(jì)得到歸一化后無霧圖像三通道最小值，即先將線性公式中的量化參數(shù)δ取為歸一化后有霧圖像三通道最小值im(x)中的最大值q，再按如下公式計(jì)算：

其中im(x)表示歸一化后有霧圖像三通道最小值，q和p分別表示im(x)中的最大值和最小值，jm(x)表示歸一化后無霧圖像三通道最小值；

(2d)根據(jù)大氣散射模型，利用歸一化后有霧圖像和無霧圖像的三通道最小值估計(jì)得到當(dāng)前幀有霧圖像的透射率：

其中，im(x)表示歸一化后有霧圖像三通道最小值，q和p分別表示im(x)的最大值和最小值，jm(x)表示歸一化后無霧圖像三通道最小值，t(x)表示當(dāng)前幀有霧圖像的透射率；

(2e)對(duì)當(dāng)前幀有霧圖像透射率計(jì)算過程中產(chǎn)生大于1或者小于0的透射率異常值，按如下判斷公式進(jìn)行修正：

t＝0.1,im(x)＞＝1

其中t表示透射率，im(x)表示當(dāng)前的歸一化后有霧圖像三通道最小值；

(2f)將步驟(2a)求得的當(dāng)前幀有霧圖像的大氣光和步驟(2e)求得的修正后透射率代入大氣散射模型進(jìn)行反解，恢復(fù)出當(dāng)前幀有霧圖像對(duì)應(yīng)的無霧圖像，通過如下公式計(jì)算：

其中I(x)表示有霧圖像，A表示有霧圖像的大氣光，J(x)表示去霧后圖像，t(x)表示有霧圖像的透射率，max(t(x),0.1)表示將t(x)與0.1比較，取兩者中的較大值；

(3)對(duì)有霧視頻第一幀以后的各視頻幀進(jìn)行處理：

(3a)將步驟(2a)求得的第一幀有霧圖像的大氣光作為當(dāng)前幀有霧圖像的大氣光；

(3b)采用當(dāng)前幀有霧圖像的大氣光對(duì)當(dāng)前幀有霧圖像在RGB三個(gè)通道上分別進(jìn)行歸一化，并求得三通道最小值；

(3c)將當(dāng)前幀歸一化后有霧圖像的三通道最小值與前一幀歸一化后有霧圖像的三通道最小值作差，并取差值的絕對(duì)值，將取絕對(duì)值之后的差值與設(shè)定閾值T進(jìn)行比較，小于閾值T的部分為背景部分，其余部分為前景變動(dòng)部分；

(3d)計(jì)算當(dāng)前幀有霧圖像背景部分透射率，即用上一幀有霧圖像相同位置處透射率作為當(dāng)前幀有霧圖像背景部分透射率；

(3e)計(jì)算當(dāng)前幀有霧圖像前景變動(dòng)部分透射率：即依次采用步驟(2c)-(2e)對(duì)這部分透射率進(jìn)行計(jì)算，得到當(dāng)前幀有霧圖像前景變動(dòng)位置處的透射率；

(3f)將當(dāng)前幀有霧圖像背景和前景變動(dòng)部分的透射率進(jìn)行融合，得到當(dāng)前幀有霧圖像完整的透射率；

(3g)采用步驟(2f)對(duì)當(dāng)前幀有霧圖像進(jìn)行去霧；

(3h)重復(fù)步驟(3a)-(3g)對(duì)后續(xù)的有霧視頻幀依次進(jìn)行去霧處理，直到處理完所有有霧視頻幀；

(4)將所有去霧后視頻幀連在一起，構(gòu)成去霧視頻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2a)中對(duì)當(dāng)前幀有霧圖像的上半部分采用暗通道先驗(yàn)求取大氣光，步驟如下：

(2a1)將有霧圖像上半部分定義為感興趣區(qū)域

(2a2)對(duì)有霧圖像上半部分在RGB三通道上求最小值并進(jìn)行最小值濾波，得到有霧圖像上半部分的暗通道圖：

其中Ω(x)表示以位置x為中心的15*15的像素鄰域，即為的暗通道圖；

(2a3)在暗通道圖上，找到亮度值在前0.1％的像素點(diǎn)的位置；

(2a4)根據(jù)步驟2a3求得的位置，找出原始有霧圖像上半部分在這些位置處對(duì)應(yīng)的像素，其中亮度值最大的像素即為大氣光A^c。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2b)中求有霧圖像經(jīng)歸一化后三個(gè)通道的最小值，按如下公式計(jì)算：

其中I^c(x)表示有霧圖像，A^c表示有霧圖像的大氣光，im(x)表示歸一化后有霧圖像三通道最小值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3c)中的閾值T，按如下公式確定：

其中A^R、A^G和A^B分別代表大氣光A的RGB三通道分量。