[發明專利]一種基于Retinex和四元數的霧霾天圖像識別方法

在審

• 申請號: 202011298486.3
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112435184A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 張彤;陳茹
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 戴媛

1.一種基于Retinex和四元數的霧霾天圖像識別方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1，在碼本算法中調入含噪聲的視頻圖像；

步驟2，提取視頻圖像中霧霾的特征表現，形成四元數矩陣，分類圖像霧霾噪聲與前景，得到單幀圖像；

步驟3，對所述單幀圖像進行增強處理后，獲得增強后的視頻圖像。

2.根據權利要求1所述的一種基于Retinex和四元數的霧霾天圖像識別方法，其特征在于，所述步驟2具體為，

步驟2.1，采用碼本算法預處理所有含噪聲的視頻圖像，提取視頻圖像中霧霾的特征表現，形成四元數矩陣；

步驟2.2，將彩色視頻圖像的四元數矩陣作為網絡的輸入層，并將CNN的空間卷積層擴展為四元數空間卷積層；

步驟2.3，在四元數空間卷積層提取相鄰視頻幀的動態信息，分類圖像霧霾噪聲與前景，得到單幀圖像。

3.根據權利要求2所述的一種基于Retinex和四元數的霧霾天圖像識別方法，其特征在于，所述步驟2.1中的視頻圖像是由N個二維圖像按照時間序列排列而成；每一張二維圖像為一個視頻幀。

4.根據權利要求3所述的一種基于Retinex和四元數的霧霾天圖像識別方法，其特征在于，所述霧霾的特征表現為視頻幀的零階、一階以及二階的邊緣梯度信息。

5.根據權利要求3所述的一種基于Retinex和四元數的霧霾天圖像識別方法，其特征在于，步驟2.3中，所述動態信息包括視頻幀的可見度、暗通道強度和圖像的對比強度。

6.根據權利要求2所述的一種基于Retinex和四元數的霧霾天圖像識別方法，其特征在于，步驟3具體為：

步驟3.1，將每幅單幀圖像從RGB顏色空間轉換到HSV顏色空間，獲得H分量、S分量和V分量；

步驟3.2，H分量維持不變，對S分量進行線性拉伸校正；

步驟3.3，將新Retinex算法和MSR結合后對V分量進行增強；

步驟3.4，將增強后的每幅單幀圖像從HSV空間映射到RGB空間，得到增強后的視頻圖像。

7.根據權利要求6所述的一種基于Retinex和四元數的霧霾天圖像識別方法，其特征在于，所述新Retinex算法是在雙邊濾波增加修正函數τ，將新Retinex算法的權重因子作為MSR算法的中心環繞函數，其表達式具體如下：

式(1)中，(x₀,y₀)為圖像中心點坐標，f(x₀,y₀)為圖像中心點灰度值，σ_r為高斯函數空域上的標準差，σ_d為高斯函數值域上的標準差，τ為修正函數，f(x,y)為圖像的像素值，H(x,y)為中心環繞函數；

新Retinex算法表達式具體如下：

式(2)中，H_k(x,y)為融入雙邊濾波理論生成的新的中心環繞函數，I(x,y)為原始圖像，W_k為每個尺度上的系數、r(x,y)為反射分量，N為尺度數。