[發明專利]一種基于獨立分量分析的單幅圖像霧霾快速去除方法

有效

• 申請號: 201811242063.2
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109242805B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 李東泰;張潔
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李林合

1.一種基于獨立分量分析的單幅圖像霧霾快速去除方法，其特征在于，包括以下步驟；

S1、在霧霾天采集含有霧霾的霧霾降質圖像，并對其進行形態學腐蝕處理；

S2、對形態學腐蝕處理后的圖像計算生成暗通道圖像；

S3、根據生成的暗通道圖像進行徑向基函數插值擬合，得到霧霾大氣粒子傳播特性曲面；

S4、將霧霾大氣粒子傳播曲面的數據和霧霾降質圖像的各顏色空間分量數據分別轉換為一維矢量；

S5、將霧霾大氣粒子傳播曲面的一維矢量與有霧圖像各顏色空間分量的一維矢量進行線性組合，得到觀測數據矩陣；

S6、基于獨立分量分析對觀測數據矩陣進行霧霾分量與無霧顏色空間分量的分離，得到各個顏色空間的霧霾分量一維矢量和無霧霾圖像分量一維矢量；

S7、將各個顏色空間的無霧霾圖像分量一維矢量進行維度變換與顏色空間融合，得到去除霧霾的清晰圖像。

2.根據權利要求1所述的基于獨立分量分析的單幅圖像霧霾快速去除方法，其特征在于，所述步驟S1中；

對霧霾降質圖像進行形態學腐蝕處理時，將霧霾降質圖像I中的結構元素確定為并去掉尺寸小于的局部孤立亮點；

其中，進行形態學腐蝕處理的公式為：

其中，I’為形態學腐蝕處理后的圖像；

為圖像形態學腐蝕操作運算符。

3.根據權利要求1所述的基于獨立分量分析的單幅圖像霧霾快速去除方法，其特征在于，所述步驟S2中，計算生成的暗通道圖像中各個像素點z的取值I^dark(z)為：

其中，I^c(q)為霧霾降質圖像I在顏色通道c中坐標q處的取值；

c∈{r,g,b}，對應于霧霾降質圖像的紅、綠和藍顏色空間；

Ω(z)為以z為中心的局部區域。

4.根據權利要求3所述的基于獨立分量分析的單幅圖像霧霾快速去除方法，其特征在于，所述步驟S3中進行徑向基函數插值擬合的函數表達式為：

其中，h(z)為得到的霧霾大氣粒子傳播特性曲面；

c₀、c₁和λ_i為擬合系數；

z_i為觀測的n個數據點集；

為徑向基函數，且r為空間點z與z_i之間的距離。

5.根據權利要求4所述的基于獨立分量分析的單幅圖像霧霾快速去除方法，其特征在于，所述步驟S4中，霧霾大氣粒子傳播特性曲面的數據和霧霾降質圖像各顏色空間分量數據均為二維矩陣的數據形式，將其轉換為一維矢量的方法具體為：

按照各二維矩陣中數據順序不變，下一行與上一行首尾相連的方式，將霧霾大氣粒子傳播特性曲面的數據和霧霾降質圖像各顏色空間分量數據分別轉換為一維矢量形式，生成一維矢量x_h、x_r、x_g和x_b。

6.根據權利要求5所述的基于獨立分量分析的單幅圖像霧霾快速去除方法，其特征在于，所述步驟S5中，對一維矢量x_r、x_g、x_b和x_h進行線性組合分別得到：

紅色空間觀測數據矩陣：X_r＝[x_r；x_h]；

綠色空間觀測數據矩陣：X_g＝[x_g；x_h]；

藍色空間觀測數據矩陣：X_b＝[x_b；x_h]。