[發明專利]基于改進同態濾波的多尺度Retinex圖像去霧方法

在審

• 申請號: 201710565491.8
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107369144A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 范保杰;戴飛
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，特別涉及一種基于改進同態濾波的多尺度Retinex圖像去霧方法。

背景技術

霧霾在我國出現頻繁且分布區域廣，是一種常見的天氣現象。受霧霾影響，成像設備難以識別和提取圖像特征，我們的生活因此會遭受一定程度的影響，比如在霧霾天氣下交通事故發生率增加，監控系統拍攝的畫面對比度低下、難以提取人物的特征等。

基于圖像增強的去霧方法中，同態濾波和Retinex算法是兩種具有代表性的去霧算法，這兩種算法都以照射反射模型為基礎，試圖去除照射光保留反射光從而獲得圖像原本的色彩，但同態濾波算法去霧效果不佳，Retinex算法去霧后對比度較差、細節不清晰，且會出現顏色失真等問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的缺陷，提出一種基于改進同態濾波的多尺度Retinex圖像去霧方法，實現如何能夠有效改進去霧圖像霧殘留過多、細節不清晰的問題。

本發明的上述技術問題是通過以下技術方案得以實現的：

一種基于改進同態濾波的多尺度Retinex圖像去霧方法，包括以下步驟：

步驟01：輸入有霧圖像I(x)；

步驟02：對傳統的同態濾波傳遞函數H(u,v)進行改進，傳統的H(u,v)的表達式為：改進步驟如下：

a：設置截止頻率D_o；

b：對截止頻率在D_o以內的部分進行抑制；

c：對截止頻率在D_o以上的部分進行增強；

d：設置除截止頻率D_o以外的其他參數數值，得到改進的同態濾波傳遞函數表達式：

其中r_H表示高頻增益，r_L表示低頻增益，且滿足r_H>1,r_L<1，D(u,v)表示頻率(u,v)到濾波器中心(u_o,v_o)的距離，D_o表示截止頻率，系數c用于控制銳化程度，大小介于r_H和r_L之間；

步驟03：將有霧圖像I(x)分解為R、G、B三個顏色通道圖像，對每個顏色通道分別進行改進后的同態濾波處理；

步驟04：對步驟03中得到的濾波后的通道圖像分別進行多尺度Retinex算法處理；

步驟05：將步驟04得到的通道圖像進行合并，得到去霧后的圖像。

進一步的，其中，r_H＝1.5，r_L＝0.5，c＝1，D_o＝4。

進一步的，步驟04中多尺度Retinex算法表達式為：

其中r_i(x,y)表示在第i個通道的輸出，S_i(x,y)表示第i個通道輸入的有霧圖像，i的取值為1、2、3；N表示尺度參數的個數；ω_n表示每個尺度參數的權重，且滿足F_n(x,y)是環繞函數，*表示卷積。

進一步的，環繞函數F_n(x,y)的表達式為：

其中λ_n是歸一化因子，b表示尺度參數。

進一步的，∫∫F_n(x,y)dxdy＝1。

進一步的，其中N的值取3，所述尺度參數分別設為15、100、240。本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

本發明提出的一種基于改進同態濾波的多尺度Retinex圖像去霧方法，在使用濾波處理有霧圖像時使用了改進的新濾波函數，同時進行高低通濾波，對截止頻率在D_o以內的部分進行了抑制，即抑制了照射分量較強的部分；對截止頻率在D_o以上的部分進行了增強，即增強了圖像的細節；對輸入的有霧圖像I(x)的RGB三個顏色通道分別進行同態濾波處理，達到抑制照射分量和壓縮動態范圍的效果；對各通道再進行多尺度Retinex算法處理；將處理后的各通道圖像進行合并，得到最終的去霧結果。本發明去霧速度快，提高了去霧效果，改善了多尺度Retinex去霧霧殘留過多的問題，去霧后細節清晰圖像對比度強，具有實用性。

附圖說明

圖1為本發明的流程示意圖；

圖2位本發明與同態濾波和多尺度Retinex算法的對比圖。