[發明專利]基于偏色校正和信息損失約束的沙塵降質圖像增強方法

有效

• 申請號: 201810065901.7
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108416742B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 潘海明;劉春曉
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 朱瑩瑩

本發明涉及一種基于偏色校正和信息損失約束的沙塵降質圖像增強方法，包括1)改進基于高斯模型的偏色校正方法，2)改進的基于信息損失約束的對比度增強方法，本發明先使用改進的基于高斯模型的偏色校正方法對沙塵降質圖像進行偏色校正，再通過改進的基于信息損失約束的對比度增強方法對偏色校正圖像進行對比度增強。本發明改進的基于高斯模型的偏色校正方法有效解決了原方法處理后存在細節損失、圖像整體偏暗、噪聲放大、拉伸過度等問題，有效地校正圖像偏色的同時保持圖像的亮度、避免了噪聲放大和景物的細節信息損失。

技術領域

本發明涉及在惡劣天氣下存在對比度低、偏色圖像的增強技術領域，特別是涉及在沙塵暴天氣條件下存在對比度低、色彩偏黃的沙塵降質圖像的增強技術領域,具體是指一種基于偏色校正和信息損失約束的沙塵降質圖像增強方法。

背景技術

大多數室外視覺拍攝系統，如智能監控、自主導航以及車輛跟蹤監測系統等，都需要輸入圖像具有清晰的可視性。然而，在惡劣的沙塵暴天氣條件下，圖像的對比度降低、色彩偏移，嚴重影響了圖像的質量，導致各類視覺系統的作用無法正常發揮。因此，研究沙塵降質圖像的能見度增強方法，從圖像中去除沙塵天氣影響，拓展這些視覺系統的適用范圍，更好地發揮其作用，具有重要的現實意義。沙塵降質圖像的能見度增強技術也是圖像視頻處理和計算機視覺領域中一個重要研究課題，其應用前景十分廣泛。

所謂的沙塵降質圖像增強技術，目的是解決沙塵降質圖像中的偏色和低對比度的問題，提高沙塵降質圖像的清晰度。然而，目前已有的沙塵降質圖像增強方法的增強結果圖像中依然存在偏色、整體偏暗、對比度增強不足或者過度等問題。因此，能夠有效解決沙塵降質圖像偏色和對比度低等問題的沙塵降質圖像增強方法是圖像增強和模式識別學術界研究的熱門課題，也是很多計算機視覺領域公司的重點研發項目。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于偏色校正和信息損失約束的沙塵降質圖像增強方法。

本發明解決其技術問題采用的技術方案如下：

1)改進基于高斯模型的偏色校正方法

第一步：根據輸入的沙塵降質圖像I的顏色分布計算顏色延展系數α

其中：C表示圖像中的一個顏色通道C∈{R,G,B}，R,G,B分別代表紅、綠、藍三個顏色通道，表示輸入圖像I中C通道的最大顏色值，表示輸入圖像I中C通道的最小顏色值，max()表示取最大值函數。

第二步：根據輸入的沙塵降質圖像I計算偏色校正圖像I′

其中：C表示圖像中的一個顏色通道C∈{R,G,B}，R,G,B分別代表紅、綠、藍三個顏色通道，I_C表示輸入圖像I的C通道顏色值，I′_C表示偏色校正圖像I′的C通道顏色值，μ_C表示輸入圖像I中C通道顏色值的均值，σ_C表示輸入圖像I中C通道顏色值的標準差，σ表示輸入圖像I顏色值的平均標準差α表示顏色延展系數。

2)改進的基于信息損失約束的對比度增強方法

第一步：根據基于暗通道先驗的圖像去霧方法處理偏色校正圖像I′得到初始透射率圖t′

其中：Ω(x)表示偏色校正圖像I′中以像素點x為中心、大小為15×15個像素的圖像塊，min()表示取最小值函數，I′_C(y)表示圖像塊Ω(x)內像素點y的C通道顏色值，C表示圖像中的一個顏色通道C∈{R,G,B}、R,G,B分別代表紅、綠、藍三個顏色通道，t′(x)表示像素點x的初始透射率值。

第二步：初始化圖像塊內的透射率值