[發明專利]基于圖像HSV透射率加權校正的機載圖像去霧方法

有效

• 申請號: 201911051491.1
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110827218B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 王健;秦春霞;楊珂;魏江;王建軍;劉宏娟
• 申請（專利權）人: 西北工業大學;西安愛生技術集團公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 王鮮凱

本發明公開了一種基于圖像HSV透射率加權校正的機載圖像去霧方法，用于解決現有機載圖像去霧方法清晰度差的技術問題。技術方案是首先建立大氣散射物理模型；再建立暗原色先驗模型；繼而估計大氣光值；再根據圖像HSV模型計算加權透射率；最后根據局部大氣光值以及粗糙透射率，對輸入圖像進行去霧操作，直到得到符合預期的無霧圖像。本發明根據含霧等級對大氣模型相關參數進行修正，具有較大適應性和靈活性，去霧處理復原出的圖像結構更加清晰，細節更加豐富，色彩更加真實。

技術領域

本發明涉及一種機載圖像去霧方法，特別涉及一種基于圖像HSV透射率加權校正的機載圖像去霧方法。

背景技術

在無人機對地觀測技術中，需要利用機載圖像對地面感興趣區域拍攝較為清晰的圖像數據。目前，在無人機對地偵察中，需要利用機載圖像采集設備獲取地面感興趣目標較為清晰的圖像數據。由于受到空中云霧的影響，云霧會使大氣的能見度降低，景物圖像發生退化，在霧天拍攝的圖像內容模糊，對比度下降，導致無人機圖像采集與處理的機載圖像質量降質，需要研究一種去霧效果好的無人機機載圖像去霧方法。另一方面，由于圖像處理的發展，為了保證視覺系統全天候正常工作，就必須使系統適應各種天氣狀況，而霧天圖像對比度和顏色都會發生退化，導致這些機載系統無法正常工作。因此，由于受到空中霧霾等因素的影響，采集設備獲取的圖像會降質，嚴重影響到無人機對地觀測效果。近年來，研究視頻去霧處理大多采用算法進行研究，去霧的方法可以分為基于圖像處理及大氣散射模型。

文獻1《He?K?M,Sun?J,Tang?X?O.Single?image?haze?removal?using?darkchannel?prior.IEEE?Transactions?on?Pattern?Analysis?and?Machine?Intelligence,2011,33(12):2341-2353.》提出基于暗通道先驗的圖像去霧算法，利用軟摳圖細化透射率，后來改進算法采用導向濾波來提高運行效率，但該算法對空中區域的處理效果尚需改善。

文獻2《劉杰平,楊業長,韋崗.結合暗通道先驗的單幅圖像快速去霧算法[J].華南理工大學學報(自然科學版),2018,46(3):86-91.》采用結合暗通道先驗的單幅圖像快速去霧算法，具有去霧靈活性和適應性好特點。

文獻3《馬榮貴,王衛星,劉威,等.結合分數階微分和暗原色先驗及Retinex的去霧算法.華南理工大學學報(自然科學版),2016,44(9):16-23.》采用結合分數階微分和暗原色先驗及Retinex的去霧算法，將Retinex算法與霧霾圖像的傳播圖相結合，然后基于景深的差異在圖像的不同區域使用和景深相關的尺度進行高斯濾波。

發明內容

為了克服現有機載圖像去霧方法清晰度差的不足，本發明提供一種基于圖像HSV透射率加權校正的機載圖像去霧方法。該方法首先建立大氣散射物理模型；再建立暗原色先驗模型；繼而估計大氣光值；再根據圖像HSV模型計算加權透射率；最后根據局部大氣光值以及粗糙透射率，對輸入圖像進行去霧操作，直到得到符合預期的無霧圖像。本發明根據含霧等級對大氣模型相關參數進行修正，具有較大適應性和靈活性，去霧處理復原出的圖像結構更加清晰，細節更加豐富，色彩更加真實。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案：一種基于圖像HSV透射率加權校正的機載圖像去霧方法，其特點是包括以下步驟：

步驟一、建立大氣散射物理模型

獲取原始機載含霧圖像I(x)，對所述原始機載含霧圖像建立大氣散射物理模型：

I(x)＝t(x)J(x)+A(1-t(x))???????????????????(1)

式中，x表示機載圖像像素點的位置，I(x)指機載含霧圖像，J(x)指機載進行去霧處理后的圖像，A指大氣光值，t(x)指透射率，t(x)J(x)指直接衰減項，A(1-t(x))指大氣光強度。

步驟二、建立暗原色先驗模型。