[發(fā)明專利]大氣光值的測(cè)定方法、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810179327.8
• 申請(qǐng)日: 2018-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108416815B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛明;陳曦;李振平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局通信信息中心
• 主分類號(hào): G06T7/90
• 分類號(hào): G06T7/90
• 代理公司: 北京悅成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11527
• 代理人: 樊耀峰

本發(fā)明公開(kāi)了一種大氣光值的測(cè)定方法及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。該方法包括：1)將有霧RGB彩色圖像轉(zhuǎn)化為索引模式圖像，對(duì)調(diào)色板矩陣以數(shù)據(jù)矩陣在各色階上出現(xiàn)次數(shù)的歸一化值為權(quán)重向量計(jì)算加權(quán)調(diào)色板矩陣；2)以所述加權(quán)調(diào)色板矩陣的各個(gè)行向量作為樣本點(diǎn)組成樣本點(diǎn)集合，利用增加斜率為正先驗(yàn)篩選的隨機(jī)抽樣一致算法確定加權(quán)調(diào)色板矩陣在RG、GB、BR三個(gè)二維子空間的直線的參數(shù)，計(jì)算各樣本點(diǎn)的總置信度；3)選擇總置信度最大且各元素值都大于樣本點(diǎn)集合的列方向均值向量對(duì)應(yīng)維度的元素值的樣本點(diǎn)為篩選結(jié)果，將該樣本點(diǎn)的元素值作為所述有霧RGB彩色圖像的大氣光值。本發(fā)明的方法能夠較為準(zhǔn)確地測(cè)定有霧RGB彩色圖像的大氣光值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大氣光值的測(cè)定方法、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，尤其是一種有霧RGB彩色圖像大氣光值的測(cè)定方法、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

霧天條件下，空氣中存在大量顆粒懸浮物(雨滴、灰塵等)，光線會(huì)受到這些懸浮物的影響，發(fā)生光線的吸收和散射，造成傳感器獲得的圖像出現(xiàn)對(duì)比度下降、顏色失真等現(xiàn)象，進(jìn)而減少圖像所能提供的信息。信息量的缺失為日常工作生活帶來(lái)了不便，限制和直接影響視頻監(jiān)控、遙感導(dǎo)航等信息系統(tǒng)效用的發(fā)揮，降低后續(xù)圖像分析方法的穩(wěn)定性。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用的日益廣泛和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展與成熟，圖像去霧技術(shù)逐漸受到了全世界研究人員的關(guān)注。圖像去霧技術(shù)是通過(guò)一定的方法和手段，去除天氣因素對(duì)圖像質(zhì)量的影響，恢復(fù)出有效的圖像細(xì)節(jié)信息，并獲得效果較好的高質(zhì)量圖像的過(guò)程。目前主要分為基于非物理模型的圖像增強(qiáng)方法和基于模型的圖像復(fù)原方法。

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和J為輸入有霧圖像和去霧圖像，A稱為大氣光(air light)，T稱為傳輸圖(transmission map)。對(duì)于RGB彩色圖像，A是一個(gè)三元向量，各元素分別為R、G、B顏色通道的大氣光值。相關(guān)方法一般將去霧問(wèn)題轉(zhuǎn)化為已知I(x)，分別測(cè)定A、T，進(jìn)而獲得T或其近似值的過(guò)程大氣光A的測(cè)定是重要的處理步驟。對(duì)于RGB彩色圖像，A的各元素分別與圖像R、G、B分量相對(duì)應(yīng)，值域?yàn)閇0,1]。

關(guān)于單幅圖像大氣光A測(cè)定的方法主要包括以下三類：(1)直接取值方法，如直接取有霧圖像中最亮的點(diǎn)、純白色點(diǎn)或者將其作為后續(xù)處理的初始值；(2)局部假設(shè)方法，認(rèn)為局部具有不變傳輸圖和表面反射率的圖像塊對(duì)或者像素值相似的圖像塊對(duì)具有相同的大氣光；(3)全局假設(shè)方法，認(rèn)為有霧圖像的像素點(diǎn)在RGB顏色空間中分布在一條直線上，該直線稱為霧線(Haze line)或顏色線(Color line)，因而將大氣光測(cè)定轉(zhuǎn)化為直線擬合問(wèn)題。直接取值方法直接假設(shè)最亮點(diǎn)或者純白色點(diǎn)會(huì)影響圖像中近似顏色物體的去霧效果；局部假設(shè)方法由于要全局尋找滿足條件的圖像塊，相對(duì)計(jì)算量比較較大，且十分耗時(shí)。全局假設(shè)方法既能夠克服前兩類的缺點(diǎn)，又能夠保持相對(duì)更高的準(zhǔn)確率。

現(xiàn)有的全局假設(shè)方法是測(cè)定R、G、B彩色空間中的一點(diǎn)，該點(diǎn)在圖像像素?cái)M合的直線上，且距離坐標(biāo)原點(diǎn)距離最遠(yuǎn)(最亮)。例如，假設(shè)有霧圖像像素在R、G、B彩色圖像空間呈一條直線分布，大氣光向量坐標(biāo)在直線最遠(yuǎn)處。首先在圖像R、G、B分量最大值與最小值之間先等間隔采集候選點(diǎn)，然后轉(zhuǎn)化到極坐標(biāo)空間，計(jì)算候選點(diǎn)與圖像索引模式下調(diào)色板矩陣的離散Radon變換，對(duì)變換疊加取極值為測(cè)定結(jié)果。又如，假設(shè)有霧圖像塊各像素在R、G、B彩色空間呈異面直線(稱為顏色線)分布，存在一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線與所有異面直線相交，并提出共線圖像塊的特征，包括非負(fù)坐標(biāo)、高特征值、主成份(PCA)矩陣秩為1、不含邊緣、不通過(guò)原點(diǎn)等，通過(guò)篩選的方式先計(jì)算大氣光的方向，再確定模值。這些方法對(duì)有霧圖像像素顏色的分布雖然都進(jìn)行了直線建模，但在計(jì)算中，兩者都直接將極值點(diǎn)作為最終測(cè)定成果，容易受到圖像噪點(diǎn)的干擾。在上述方法中，有些需要對(duì)所有圖像各點(diǎn)、所有候選點(diǎn)、各角度的組合逐一分析；有些方法需要對(duì)每個(gè)圖像塊分別進(jìn)行條件判定以確定大氣光的方向，還需要對(duì)大氣光的模值獨(dú)立優(yōu)化求解，因而處理效率較低。