[發(fā)明專(zhuān)利]一種像素聚類(lèi)及透射率融合的遙感圖像霧氣去除方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110792340.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113487509A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔光茫;楊順杰;趙巨峰;陳英
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué);北京空間機(jī)電研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00;G06T5/10;G06K9/62
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種像素聚類(lèi)及透射率融合的遙感圖像霧氣去除方法，包括以下步驟，步驟一：計(jì)算矯正大氣光；步驟二：建立大氣霧模型；步驟三：建立球形空間坐標(biāo)系；步驟四：對(duì)空間像素聚類(lèi)分組；步驟五：估計(jì)大氣透射率；步驟六：透射率誤差修正以及優(yōu)化；步驟七：透射率融合優(yōu)化；步驟八：恢復(fù)無(wú)霧圖像。本發(fā)明在遙感圖像霧氣的去除方法上面創(chuàng)新性的提出了像素聚類(lèi)分組，以此來(lái)準(zhǔn)確估計(jì)遙感圖像透射率，同時(shí)結(jié)合暗通道方法透射率的頻域融合，獲得可靠且精細(xì)的融合透射率圖；使得最后獲得的復(fù)原圖像，不會(huì)產(chǎn)生邊緣塊效應(yīng)，無(wú)霧區(qū)域不會(huì)產(chǎn)生顏色失真以及細(xì)節(jié)丟失現(xiàn)象，且得到的復(fù)原圖畫(huà)面均衡，細(xì)節(jié)信息增加。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像去霧技術(shù)，尤其涉及一種像素聚類(lèi)及透射率融合的遙感圖像霧氣去除方法。

背景技術(shù)

遙感是一種無(wú)接觸的遠(yuǎn)距離探測(cè)方式，遙感技術(shù)按平臺(tái)分類(lèi)，可分為地面遙感，航空遙感，宇航遙感等方式。遙感圖像由于其高分辨率，大視場(chǎng)，以及接受信息豐富的優(yōu)勢(shì)，被廣泛運(yùn)用在氣象監(jiān)測(cè)，資源調(diào)查，軍事偵察等領(lǐng)域。

隨著探測(cè)距離不斷增加，獲得的遙感圖像的質(zhì)量也會(huì)變差。這是因?yàn)楣庠趥鞑サ倪^(guò)程中，被大氣中的渾濁介質(zhì)吸收和散射的結(jié)果。大氣介質(zhì)衰減，以及大氣散射現(xiàn)象導(dǎo)致傳感器獲取的圖像變得模糊，對(duì)比度降低。

早期的研究人員使用傳統(tǒng)的圖像處理技術(shù)從單個(gè)圖像中去除霧度，用的最多的是直方圖均衡技術(shù)。然而這些技術(shù)去霧能力有限，無(wú)法有效恢復(fù)模糊信息。

在普通室外霧氣去除方向中，比較常用的是基于先驗(yàn)和假設(shè)的算法，何凱明提出的基于室外無(wú)霧圖像統(tǒng)計(jì)的暗通道先驗(yàn)來(lái)去除室外圖像中霧霾的暗通道先驗(yàn)算法是最簡(jiǎn)單有效的，但是在處理遙感有霧圖像時(shí)效果不佳。

隨著深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，通過(guò)利用大規(guī)模訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，研究人員提出了許多基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法用于圖像去霧。多數(shù)深度學(xué)習(xí)霧氣去除的方法設(shè)計(jì)了一套可訓(xùn)練的端到端系統(tǒng)，去除霧霾的關(guān)鍵是為輸入的霧霾圖像估計(jì)介質(zhì)透射率圖。

總結(jié)現(xiàn)有去霧方法，主要以室外均勻霧氣去除為主，而針對(duì)遙感圖像的方法較少且去霧效果較差，究其原因，主要體現(xiàn)在以下兩方面：

1、透射率求取得到的投射圖精細(xì)程度不夠。

2常規(guī)計(jì)算透射率的方法不適用于遙感圖像的霧氣去除。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種像素聚類(lèi)及透射率融合的遙感圖像霧氣去除方法，其通過(guò)透射率融合的方式提高透射率精細(xì)度，符合遙感場(chǎng)景霧氣去除前提。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)在球形空間坐標(biāo)系中建立像素聚類(lèi)分組模型，計(jì)算遙感霧氣圖像粗透射率，再把粗透射率結(jié)果與暗通道先驗(yàn)計(jì)算霧氣透射率進(jìn)行頻域的透射率融合，得到符合遙感場(chǎng)景的精細(xì)霧氣透射率，最后利用大氣霧氣模型進(jìn)行清晰圖像恢復(fù)重建。

具體技術(shù)方案如下：

一種像素聚類(lèi)及透射率融合的遙感圖像霧氣去除方法，包括以下步驟，

步驟一：計(jì)算矯正大氣光；

步驟二：建立大氣霧模型；

步驟三：建立球形空間坐標(biāo)系；

步驟四：對(duì)空間像素聚類(lèi)分組；

步驟五：估計(jì)大氣透射率；

步驟六：透射率誤差修正以及優(yōu)化；

步驟七：透射率融合優(yōu)化；

步驟八：恢復(fù)無(wú)霧圖像。

進(jìn)一步的，步驟一中計(jì)算矯正大氣光，過(guò)程包括：獲取每個(gè)通道的最小值，使用一個(gè)窗函數(shù)濾波獲取每個(gè)窗口的最小值；并且選擇暗通道圖中最亮的0.1％元素的平均值作為大氣光值A(chǔ)。