[發明專利]基于引導函數和自適應數目超像素的圖像去霧方法

在審

• 申請號: 202211091622.0
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115689911A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 余航;劉志恒;蔣浩然;周綏平;李晨陽;尹相杰;郭玉茹
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40;G06T7/11;G06V10/762;G06T3/40
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于引導函數和自適應數目超像素的圖像去霧方法，其特征在于，對每個像素分別構建引導函數以逐像素增強，利用亮度直方圖中波峰的個數確定超像素的個數，將光學圖像分割成超像素，使用超像素計算每個像素的透射率；該去霧方法的步驟包括如下：

步驟1，構建有霧光學圖像I中每個像素的引導函數如下：

其中，H_f表示有霧光學圖像I中以第f個像素為中心的窗口的引導函數，f＝1...F,F表示有霧光學圖像I中像素的總數，l表示窗口的邊長，l＝3或l＝5，Σ表示求和操作，μ_2,f表示有霧光學圖像I中以第f個像素為中心的窗口中所有像素的強度系數，μ_f和分別表示有霧光學圖像I中以第f個像素為中心的窗口中所有像素強度的均值和方差，I(f)表示有霧光學圖像I中第f個像素的強度，ω_i,j表示有霧光學圖像I中以第f個像素為中心的窗口中第j個像素的強度，j＝1...J，J表示窗口內像素的總數，J＝l²；

步驟2，利用有霧光學圖像I中每個引導函數，計算其對應像素的反射分量，將所有像素的反射分量構成增強后的有霧光學圖像I_R；

步驟3，計算增強后的有霧光學圖像I_R的大氣強度值；

步驟4，將增強后有霧光學圖像I_R分割為與自適應數目相等的超像素：

步驟4.1，將增強后的有霧光學圖像I_R由RGB顏色空間轉為Lab顏色空間的圖像

步驟4.2，提取圖像中的亮度分量L，并繪制L分量的直方圖；

步驟4.3，用L分量直方圖中波峰的總數與比例系數α相乘，得到自適應數目，1≤α≤15；

步驟4.4，使用簡單線性迭代聚類SLIC技術，將圖像分割為K個超像素，得到有霧光學圖像的超像素圖像K的取值等于自適應數目；

步驟5，按照下式，計算超像素圖像中每個像素的透射率：

其中，T_SLIC(f)表示超像素圖像中第f個像素的透射率，min(·)表示取最小值操作，y_SLIC表示超像素圖像中第f個像素所屬于超像素Ω_SLIC(f)中的像素，分別表示像素y_SLIC在R,G,B三個通道上的分量，A^r,A^g,A^b分別表示增強后的有霧光學圖像I_R在R,G,B三個通道上的大氣強度；

步驟6，獲得去霧圖像：

利用去霧公式，計算無霧光學圖像每個像素的強度值，獲得去霧圖像。

2.根據權利要求1中所述的基于引導函數和自適應數目超像素的圖像去霧方法，其特征在于，步驟1中所述的強度系數是由公式計算得到的。

3.根據權利要求1中所述的基于引導函數和自適應數目超像素的圖像去霧方法，其特征在于，步驟2中所述像素的反射分量是由下式得到的：

R_f＝e^{ln[I(f)]-ln[I(f)·H(f)]}

其中，R_f表示有霧光學圖像I中第f個像素的反射分量，e^(·)表示以自然常數e為底的指數操作，ln(·)表示以自然常數e為底的對數操作。

4.根據權利要求1中所述的基于引導函數和自適應數目超像素的圖像去霧方法，其特征在于，步驟3中所述的大氣強度值是通過下列步驟獲得：

第一步，將增強后的有霧光學圖像的灰度圖像中所有的像素按強度從大到小排序，組成強度像素集合N₁；從強度像素集合N₁中選取前1％的像素構成強度像素集合N₂；

第二步，分別計算強度像素集合N₂中所有像素在R,G,B三個通道上的平均值；R,G,B三個通道上的大氣強度值A^r,A^g,A^b分別等于三個平均值，A^r,A^g,A^b組成了大氣強度

5.根據權利要求4中所述的基于引導函數和自適應數目超像素的圖像去霧方法，其特征在于，步驟6所述的去霧公式如下：

其中，J^c(f)表示無霧光學圖像中第f個像素的強度值。