[發明專利]一種明亮區域色彩保真及對比度增強的圖像去霧方法

有效

• 申請號: 201711261135.3
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107977941B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 李振宇;郭銳;張峰;李路;任志剛;許瑋;慕世友;李超英;傅孟潮;李建祥;趙金龍;王萬國
• 申請（專利權）人: 國網智能科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/20;G06T5/40
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種明亮區域色彩保真及對比度增強的圖像去霧方法，選用大氣散射模型作為物理模型，根據暗原色圖估計出大氣光值，通過對圖像區域像素點判定，對判定為非明亮區域的像素點，用暗算色先驗中的方法計算透射率，對判定為明亮區域的像素點，修正明亮區域的透射率，通過高斯直方圖規定化方法對修正后的去霧圖像進行亮度和對比度增強。對于暗原色去霧后明亮區域色彩失真提供了解決途徑，并且對于去霧后圖片偏暗、對比度問題，提供了自適應增強手段。

技術領域

本發明涉及一種數字圖像處理方法，具體涉及一種明亮區域色彩保真及對比度增強的圖像去霧方法。

背景技術

近年來，霧霾天氣增多，使得戶外可見光成像系統的成像清晰度降低，圖像出現對比度低、亮度偏暗及細節缺失等現象，影響后期圖像的處理。這是由于霧霾天氣時，大氣中的水汽及大量懸浮顆粒組合成的氣溶膠對光線進行吸收和散射，導致從成像系統獲取的可見光圖像質量嚴重下降。

圖像去霧算法主要分為無先驗知識的去霧算法和基于先驗知識的去霧算法。無先驗知識的圖像去霧算法主要有全局直方圖均衡化算法、局部直方圖均衡算法以及對比度拉伸算法等，該類算法主要是通過提升圖像對比度來增強圖像，沒有一定的先驗知識為指導，易造成圖像的失真，因此基于先驗知識的圖像去霧算法是目前研究的重點。

基于先驗知識的去霧算法是對降至的霧霾圖像進行統計分析，發現其中的經驗規律，再結合通過物理模型的求解恢復出無霧的圖像，此類方法的難點是對先驗知識的發掘以及模型參數的精確估計，暗原色先驗圖像去霧算法是該類算法的典型代表。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種明亮區域色彩保真及對比度增強的圖像去霧方法，本發明通過新的透射率求解方法以及高斯直方圖規定化方法，實現明亮區域去霧色彩糾正以及去霧圖像對比度提升，解決了霧后的圖像整體偏暗的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種明亮區域色彩保真及對比度增強的圖像去霧方法，選用大氣散射模型作為物理模型，根據暗原色圖估計出大氣光值，通過對圖像區域像素點判定，對判定為非明亮區域的像素點，用暗算色先驗中的方法計算透射率，對判定為明亮區域的像素點，修正明亮區域的透射率，通過高斯直方圖規定化方法對修正后的去霧圖像進行亮度和對比度增強。

一種明亮區域色彩保真及對比度增強的圖像去霧方法，具體包括以下步驟：

(1)以大氣散射模型作為物理模型，利用暗通道圖估計出大氣光強值；

(2)根據有霧圖像亮度值與大氣光強度值的比值，將圖像區域劃分為明亮區域與非明亮區域；

(3)對于劃分的非明亮區域，采用暗原色先驗計算透射率圖，對于明亮區域，采用修正的透射率方法計算透射率圖；

(4)利用引導濾波算法細化透射率圖，得到去霧圖像；

(5)采用基于高斯函數的直方圖規定化方法，調整去霧后圖像的直方圖。

進一步的，所述步驟(1)中，采用McCarney的大氣散射模型，其輸入圖像光線強度未光線投射率與無霧時景物的光線強度的乘積，以及一減去光線透射率的值與大氣光成分乘積的和。

進一步的，所述步驟(1)中，圖像去霧目標就是通過已知的有霧圖像恢復出無霧的圖像，需要估計出大氣光強度與光線透射率。

所述步驟(1)中，大氣光值估計，具體包括：

(a)從含霧的暗通道圖中取亮度最大的一定比例的像素；

(b)對應(a)中取得的像素位置，在原始圖像中尋找最高亮度點的值作為大氣光值。