[發明專利]一種基于大氣散射物理模型的有霧圖像天空區域估計方法

有效

• 申請號: 201711424697.5
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108280809B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 王宇靖;劉春曉;張金棟
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/11;G06T7/187
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 朱瑩瑩

本發明涉及有霧圖像增強和復原的多媒體技術領域，特別是涉及有霧圖像的天空區域檢測。本發明的目的在于提供一種基于大氣散射物理模型的有霧圖像天空區域估計方法，是一種全新的基于大氣散射物理模型的有霧圖像天空區域估計方法。它適用于有霧圖像增強和復原技術中。本發明采用了概率來表示像素為天空像素的可能性，可以使得天空區域和非天空區域平滑過渡，使去霧圖像沒有明顯的分層現象。它由基于暗通道的高亮區域檢測和基于圖像梯度的平坦區域檢測兩個模塊組成。本發明能以較低的計算量有效且精準的估計出天空區域，在有霧圖像的增強和復原領域有較大的應用價值。

技術領域

本發明涉及有霧圖像增強和復原的多媒體技術領域，特別是涉及有霧圖像的天空區域檢測。

背景技術

隨著有霧圖像增強和復原技術的發展，天空區域檢測的方法越來越重要。而目前的天空區域檢測的方法大多繁瑣且準確度不高，用于有霧圖像增強和復原時會增加較大的計算量，難以滿足高效的有霧圖像增強和復原的要求。

在霧天環境下，機場關閉、船舶停運、道路封鎖、測繪衛星拍攝的圖像質量低下、視頻監控系統不能正常工作，給人們的生產生活和科學研究帶來了重大的損失。近年來，自動駕駛、智能交通技術的研發成為一大熱門方向，攝像監控設備和傳感器所獲得的圖像的清晰度是決定此類技術穩定性和可靠性的重要因素。然而在這些環境中，天空區域占了圖像的很大一部分，這些區域對有霧圖像的增強和復原造成很大的影響，會導致得到的去霧圖像有偏色、去霧不完全等問題。因此一個高效的天空區域檢測的方法在有霧圖像復原上的應用不可缺少，具有非常好的使用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于大氣散射物理模型的有霧圖像天空區域估計方法。

本發明解決其技術問題采用的技術方案如下：

一種基于大氣散射物理模型的有霧圖像天空區域估計方法，

1)將輸入的長為H，寬為W的有霧圖像I由RGB顏色空間轉換為Lab顏色空間^[1]，并通過以下公式計算Gamma校正的參數γ：

其中，表示圖像I所有像素的L通道平均值；

接著通過以下公式對圖像I進行Gamma校正，得到圖像I′：

其中，I_L(p)、I_a(p)和I_b(p)分別表示圖像I中像素p的明度通道L、色彩通道a和色彩通道b通道三通道值，I′_L(p)、I′_a(p)和I′_b(p)分別表示圖像I′中像素p的明度通道L、色彩通道a和色彩通道b通道三通道值，γ為參數；

接著將圖像I′由Lab顏色模型轉換為RGB顏色模型(具體轉換方法為已知技術，(美)卜納特(William K.Pratt)著；鄧魯華等譯.數字圖像處理[M].機械工業出版社,2005.ISBN 7-111-15587-4.P46-47.)；

2)對圖像I′計算暗通道，其公式如下：

其中，min()表示求最小值的函數，D_I′表示圖像I′的暗通道圖像中的像素p的值，Ω(p)表示以像素p為中心的一個3×3窗口的像素集合，q表示以像素p為中心的一個3×3窗口內的一個像素，I′_c表示圖像I′的c通道，c屬于紅色通道r，綠色通道g和藍色通道b三通道；

將暗通道圖D_I′中全部暗通道值按從大到小的順序排序，得到序列O_n，其中n＝1,2,3,...,H×W，通過以下公式計算大氣光值A：