[發明專利]一種單幅圖像去雨方法

有效

• 申請號: 201710860854.0
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107657593B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 湯紅忠;王翔;李驍;毛麗珍
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 湖南喬熹知識產權代理事務所(普通合伙) 43262
• 代理人: 安曼

本發明公開了一種單幅圖像去雨方法，首先，基于雙邊濾波將有雨圖像分解為高頻圖像與低頻圖像。然后，在字典學習階段，為降低有雨原子與無雨原子間的相似性，引入字典的非相干性，構建了新的目標函數，不僅可以保證聚類時有雨字典與無雨字典的可分性，而且學習的非相干字典具有類似于緊框架的性質，可以逼近等角緊框架。通過有雨字典與無雨字典對高頻圖像的稀疏表示，能夠更好分離出高頻圖像中的有雨分量與無雨分量，將高頻無雨分量與低頻圖像疊加實現圖像去雨。實驗結果表明，本發明方法所學習的非相干字典具有較好的稀疏表示性能，去雨后的圖像雨線殘留較少，邊緣細節保持較好，視覺效果更為清晰自然。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，特別是一種單幅圖像去雨方法。

背景技術

在雨天情況下，雨滴顆粒一般大于100μm，容易被鏡頭捕捉。因此，受有雨天氣狀況的影響，戶外鏡頭所采集圖像的部分紋理與細節信息容易被雨線遮擋，造成局部區域過亮，背景圖像模糊等問題。雨天圖像質量的退化極大制約了如視覺監控、視覺導航與目標跟蹤等戶外智能視覺系統的功能。且雨滴顆粒狀態多變，不同情形下的雨線方向和粗細均不相同，因此，研究如何從各類雨天降質圖像中恢復出高質量的圖像具有極高的研究與應用價值。

圖像去雨研究主要包括視頻圖像去雨與單幅圖像去雨。視頻圖像目前取得了較大的進展，基于雨線動態模型與亮度模型實現雨線檢測，利用圖像幀之間的雨線亮度差異與背景亮度存在一定的線性關系，并通過對亮度取平均值消除雨線。利用受雨滴遮擋像素的RGB三個通道的亮度變化值基本不變，提出了一種色度約束模型解決雨滴的誤檢測問題，并采用K-means聚類實現視頻去雨。基于HSV空間分析雨滴成像特性，構造了如何區分雨滴與其他運動目標的度量函數，大大提高了視頻去雨的實時性。將灰色調代替亮度值，實現雨滴候選區域的提取，建立了雨滴方向的概率密度，并采用方向約束實現視頻去雨，但去雨效果易受雨滴下降速度、風向及其他運動目標的影響?；诟咚够旌夏Ｐ蛿M合雨線方向直方圖，并利用雨滴大小與亮度實現雨滴候選區域檢測，但是雨線方向的變化或者交疊會造成很高的誤檢率。利用視頻圖像中雨滴像素的局部時空差異特征，提出了一種粘附雨滴的建模、檢測及去除的方法，但該方法并不適合于非粘附的雨滴。