[發明專利]一種有霧圖像增強方法

有效

• 申請號: 201910459743.8
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110197465B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 李一航;何濤;徐昊;劉甲甲;謝有慶
• 申請（專利權）人: 深圳供電規劃設計院有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

本發明公開了一種有霧圖像增強方法，所述有霧圖像增強方法包括以下步驟：步驟一：根據一維分數階微分對一維信息的處理方式，在二維圖像x軸正方向、x軸負方向、y軸正方向、y軸負方向、左上對角方向、左下對角方向、右上對角方向和右下對角方向的八個方向運用分數階微分建立二維分數階微分增強算子；步驟二：將原始圖像與二維分數階微分增強算子進行相關卷積計算；步驟三：根據暗通道先驗理論，結合大氣散射模型得到透射率t(x,y)的估計表達式；步驟四：通過He方法和Fattal算法得到大氣光強度值，取RGB三個通道的大氣光強度值的平均值作為大氣光值，從而得到增強后的無霧圖像。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，特別是涉及一種有霧圖像增強方法。

背景技術

近年來由于機動車尾氣、工業燃煤排放等原因，導致霧霾天氣時有發生。在含有高濃度的懸浮顆粒有霧天氣下，由于空氣中灰塵、霧氣、霾等介質的散射作用，致使圖像采集系統不能正常工作，獲取的圖像出現對比度下降、飽和度降低和色彩失真甚至模糊不清等情況，對我們的生活和生產造成了嚴重的影響。如在軍事、工業、電力系統中經常需要一幅清晰的無霧圖像作為輸入以提取圖像特征進行識別、目標跟蹤、智能導航、智能車輛等，但由于空氣中溶膠粒子的散射作用導致攝像頭拍攝的圖像色彩和對比度嚴重退化甚至失真。若將這些嚴重失真的圖像不經過預先處理直接輸入到特征提取系統中將嚴重影響設備正常運行得到更大的噪聲輸出，更嚴重的是可能直接導致系統崩潰。在交通領域，有人借助霧霾天氣會導致監控攝像頭視距縮短不能正常監控，在公路上非法變道、闖紅燈、超速駕駛等導致交通事故時有發生。此外，一些不法分子在霧霾天氣監控設備監控能力弱的時候破壞公共設施、劃車、進行偷盜等。雖然，國內外學者在相當一段時間內對霧霾圖像增強進行了研究，但仍存在有霧圖像增強方法增強后的有霧圖像顏色失真、對比度過度增強、適應性差等問題，因此到目前為止，還沒有一種具有能適應各種場景普適性和效果都好的去霧方法。

因此希望有一種適應不同場景的霧霾圖像增強技術能夠解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明公開了一種有霧圖像增強方法，所述有霧圖像增強方法包括以下步驟：

步驟一：根據一維分數階微分對一維信息的處理方式，在二維圖像x軸正方向、x軸負方向、y軸正方向、y軸負方向、左上對角方向、左下對角方向、右上對角方向和右下對角方向的八個方向運用分數階微分建立二維分數階微分增強算子；

步驟二：將原始圖像與二維分數階微分增強算子進行相關卷積計算；

步驟三：根據暗通道先驗理論，結合大氣散射模型得到透射率t(x,y)的估計表達式；

步驟四：通過He方法和Fattal算法得到大氣光強度值，取RGB三個通道的大氣光強度值的平均值作為大氣光值，從而得到增強后的無霧圖像。

優選地,所述步驟一中二維分數階微分算子的構造過程包括以下步驟：

步驟1.1：根據所述分數階微分定義的數學表達式為公式(1)：

步驟1.2：其中一維函數Γ(n)為Gamma函數，其定義為公式(2)：

步驟1.3：一維函數Γ(n)在區間[a,t]上有定義，其按單位h＝1等分表示為公式(3)：

步驟1.4：則一維信號的差分表達式為公式(4)：

根據公式(4)所述分數階微分定義的差分表達式的第一個系數值是常數1，其余n-1個都是分數階微分階次的函數；