[發(fā)明專利]基于仿真偏振帶霧場(chǎng)景數(shù)據(jù)集的圖像去霧方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110034043.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN112767267B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸峰;溫思嘉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06V10/80;G06V10/82;G06N3/04
• 代理公司: 北京唯智勤實(shí)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11557
• 代理人: 陳佳

1.一種圖像去霧方法，包括：

獲取偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像集，基于偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像集中的每個(gè)偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像，生成第一五元組，得到第一五元組集，其中，第一五元組包括偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像，總強(qiáng)度圖像，顯著偏振圖像，偏振角度圖像和振幅值；

從第一五元組集中的每個(gè)第一五元組包括的顯著偏振圖像中提取滿足預(yù)設(shè)條件的像素坐標(biāo)，得到像素坐標(biāo)組，以生成第二五元組，其中，第二五元組包括偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像，總強(qiáng)度圖像，顯著偏振圖像，偏振角度圖像和像素坐標(biāo)組，其中，顯著偏振圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)都對(duì)應(yīng)一個(gè)在所有顏色通道上的值的算術(shù)平均值，所述預(yù)設(shè)條件為：所有算數(shù)平均值中處在前m個(gè)最大值集合中的值；

基于第二五元組集中的每個(gè)第二五元組，生成仿真偏振帶霧場(chǎng)景圖像序列，組合得到仿真偏振帶霧場(chǎng)景數(shù)據(jù)集；

基于偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像集和仿真偏振帶霧場(chǎng)景數(shù)據(jù)集，設(shè)計(jì)偏振狀態(tài)關(guān)注神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

獲取偏振帶霧場(chǎng)景圖像，以及將偏振帶霧場(chǎng)景圖像輸入到偏振狀態(tài)關(guān)注神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到偏振去霧圖像，其中，所述基于偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像集中的每個(gè)偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像，生成第一五元組，包括：

基于偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像集中的每個(gè)偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖，確定所述偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖對(duì)應(yīng)的顯著偏振圖像和偏振角度圖像；

其中，所述偏振狀態(tài)關(guān)注神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括全局大氣光提取模塊、偏振特征提取模塊和偏振去霧模塊；

偏振特征提取模塊提取輸入圖像的偏振特征，偏振特征包括：總強(qiáng)度圖像特征、顯著偏振圖像特征、偏振角度圖像特征和最淡霧度圖像特征，所述偏振特征提取模塊將四個(gè)偏振角度下的中間特征在通道維度下進(jìn)行拼接；

偏振去霧模塊包括的偏振去霧模型的計(jì)算公式如下：

其中，R表示偏振去霧圖像，T表示透射圖特征，Ai表示全局大氣光的像素強(qiáng)度值，I表示輸入圖像；

其中，去霧模型計(jì)算的結(jié)果，與最淡霧度圖像特征在通道維度進(jìn)行跳層連接，然后送入兩個(gè)卷積層，從而得到最終的去霧結(jié)果；

其中，所述基于第二五元組集中的每個(gè)第二五元組，生成仿真偏振帶霧場(chǎng)景圖像序列，包括：

基于第二五元組集中的每個(gè)第二五元組，通過(guò)以下公式，生成透射圖：

其中，x表示像素坐標(biāo)組，T(x)表示透射圖，SP表示顯著偏振圖像，Di表示全局大氣光的偏振角度值，Ai表示全局大氣光的像素強(qiáng)度值；

基于所述透射圖，通過(guò)以下公式，生成仿真偏振帶霧場(chǎng)景圖像序列：

S＝C·δ^lnT(x)+As·(1-δ^lnT(x))，

其中，S表示仿真偏振帶霧場(chǎng)景圖像，C表示偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像，T(x)表示透射圖，δ表示大氣散射系數(shù)，As表示全局大氣光系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述獲取偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像集，基于偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像集中的每個(gè)偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像，生成第一五元組，包括：

通過(guò)偏振彩色傳感器采集偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像集；

基于偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像集中的每個(gè)偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖，利用以下公

式，得到總強(qiáng)度圖像和振幅值：`

其中，φ₁表示預(yù)設(shè)第一偏振角度，φ₂表示預(yù)設(shè)第二偏振角度，φ₃表示預(yù)設(shè)第三偏振角度，φ₄表示預(yù)設(shè)第四偏振角度，I表示偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖像，I(φ₁)表示偏振角度為φ₁時(shí)傳感器采集的圖像，I(φ₂)表示偏振角度為φ₂時(shí)傳感器采集的圖像，I(φ₃)表示偏振角度為φ₃時(shí)傳感器采集的圖像，I(φ₄)表示偏振角度為φ₄時(shí)傳感器采集的圖像，S₀表示總強(qiáng)度圖像，α表示振幅值，Ψ表示入射光方位角；

基于所述總強(qiáng)度圖像和所述振幅值，利用以下公式，得到顯著偏振圖像，偏振角度圖像和最淡霧度圖像：

其中，α表示振幅值，S₀表示總強(qiáng)度圖像，SP表示顯著偏振圖像，DoLP表示偏振角度圖像，I_min表示最淡霧度圖像；

基于偏振無(wú)霧場(chǎng)景圖，總強(qiáng)度圖像，顯著偏振圖像，偏振角度圖像和振幅值，生成第一五元組。