[發明專利]有霧視頻處理方法及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201810045911.4
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108259708B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 薛明;張潤田;李振平
• 申請（專利權）人: 國家安全生產監督管理總局通信信息中心
• 主分類號: H04N5/21
• 分類號: H04N5/21;H04N9/64
• 代理公司: 北京悅成知識產權代理事務所(普通合伙) 11527
• 代理人: 樊耀峰;安平

本發明公開了一種有霧視頻處理方法及計算機可讀存儲介質。所述方法包括以下步驟：步驟一，獲取視頻幀，計算所獲取的當前視頻幀的暗通道圖；步驟二，判斷存儲在緩存介質中的歷史視頻幀的暗通道圖的數量是否大于預設閾值，如果存儲在緩存介質中的歷史視頻幀的暗通道圖的數量大于所述預設閾值，轉至步驟三；如果存儲在緩存介質中的歷史視頻幀的暗通道圖的數量小于所述預設閾值，則以所述當前視頻幀的暗通道圖作為重建圖，轉至步驟四；步驟三，對所述當前視頻幀的暗通道圖和存儲在緩存介質中的歷史視頻幀的暗通道圖進行在線主成分分析，得到重建圖；步驟四，基于重建圖，計算所述當前視頻幀的傳輸圖。利用本發明能夠對有霧視頻進行去霧處理。

技術領域

本發明涉及一種有霧視頻處理方法及計算機可讀存儲介質。

背景技術

霧天條件下，采集設備獲取的圖像會出現對比度下降、顏色失真等現象，造成細節信息的缺失，直接限制和接影響了視頻監控、遙感導航等信息系統效用的發揮，降低后續圖像分析方法的穩定性。隨著計算機視覺應用的日益廣泛和計算機技術發展與成熟，圖像去霧技術逐漸受到了全世界研究人員的關注。圖像去霧技術是指通過一定的方法和手段，去除天氣因素對圖像質量的影響，恢復有效的圖像細節信息，獲得效果較好的高質量圖像的過程。

目前，基于物理模型的圖像去霧方法，通常建立圖像退化模型

I＝JT+A(1-T)

其中，I為輸入的待去霧圖像，J為去霧后的圖像，A為大氣光(Air Light)，T為傳輸圖(Transmission Map)。去霧問題可轉化為已知I，分別估計A和T，進而獲得J或其近似值的過程。在獲得大氣光A之后，需要對T進行估計。T是一個與圖像大小尺寸相同的矩陣，當A確定后，T的取值由霧濃度確定。如果使用暗通道D刻畫霧濃度，T的計算公式為

其中λ∈(0,1]為常數。

關于暗通道，以RGB彩色圖像為例，取圖像各像素點三個通道的最小值稱為暗通道，計算公式為

目前，關于視頻中估計T的方法包括兩類：第一類方法是直接估計每一視頻幀的傳輸圖，即將每一視頻幀當作單幅圖像逐幀獨立處理，估計其傳輸圖。申請號為201210125321.5、201410153491.3、201410271513.6和201310189056.1的中國專利申請分別公開了四種視頻幀圖像去霧方法，其將當前視頻幀作為單幅圖像處理，屬于上述第一類方法。第二類方法是只獨立估計初始時刻的傳輸圖，后續時刻的傳輸圖利用視頻幀之間的關系進行處理。以上兩類方法的處理結果基本相同，但第一類方法較為耗時，而第二類方法的效率較高。

具體來講，第二類方法主要采用馬爾科夫場(Markov Field)建立視頻空間-時間域的連續性約束。第二類方法可通過兩種具體方法實現：第一種方法是使用引導濾波計算初步的傳輸圖，通過光流建立的誤差圖建立前后時刻傳輸圖之間的時域空馬爾科夫場，實現傳輸圖的改善與更新。但是，由于需要計算初步的傳輸圖和光流，導致第一種方法的處理效率較低；第二種方法是建立灰度值先驗(Intensity Value Prior)，認為霧濃度越濃，圖像灰度值越大，霧濃度圖通過暗通道圖刻畫，基于此，通過MRF建立圖像像素值與當前和臨近時刻暗通道(霧濃度圖)之間的關系，通過霧濃度圖計算傳輸圖。第二種方法在除霧處理準確性和效率方面都取得了不錯的效果，但實際是通過圖像幀的連續性間接建立起了霧濃度的連續性，并未直接考慮霧濃度在時空域上的連續關系。