搜索 分析 新世界 法规 图书 网址导航 更多
高级用户登录 | 登录 | |

一种自适应含雾数字图像去雾方法
审中-实审

申请号:201510566373.X 申请日:2015-09-08
摘要:本发明涉及机器视觉、图像去雾技术领域,特别是针对应用户外监控、无人机侦察、地形勘测等实时应用拍摄含雾图像而实现的一种自适应含雾数字图像去雾方法。本发明包括:输入原始有雾的图像,且转换为灰度图像;判断是否要进行图像分割;遍历所有像素点;对所得到的天空区域与非天空区域去雾图像进行按像素融合;图像进行引导滤波去除噪恢复无雾图像。本发明有效解决了去雾后图像整体亮度偏暗,出现晕光与Halo效应,图像色彩出现偏差,噪声较高,图像边缘模糊等问题。
申请人: 哈尔滨工程大学
地址: 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室
发明(设计)人: 蔡成涛 张秋雨 翁翔宇 宗宏日 汪鹏飞 刘安
主分类号: G06T5/00(2006.01)I
分类号: G06T5/00(2006.01)I
  • 法律状态
2016-02-24  实质审查的生效IPC(主分类):G06T 5/00申请日:20150908
2016-01-27  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  一种自适应含雾数字图像去雾方法,其特征在于,包括如下步骤:第一步:输入原始有雾的图像I(x),且转换为灰度图像f(x);第二步:判断是否要进行图像分割,若图像分割进行步骤(3),不需图像分割进行全局大气光值Ac与透射率估算,进行暗原色先验去雾,并执行进行步骤(6),其中暗通道图像中亮度最高的前0.1%像素点,然后计算此点对应在原彩色图像中的三通道的最大值,此最大值即是大气光值Ac;透射率:<mrow><mover><mi>t</mi><mo>~</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><munder><mrow><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow><mi>c</mi></munder><mo>(</mo><mrow><munder><mrow><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow><mrow><mi>y</mi><mo>&Element;</mo><mi>&Omega;</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msup><mi>I</mi><mi>c</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><msup><mi>A</mi><mi>c</mi></msup></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo><mo>,</mo></mrow>其中为透射率,Ω(x)为我们所选择的区域及分块区域,Ac为以假设RGB通道中的大气光值,Ic(y)为输入图像;第三步:遍历所有像素点,进行灰度图像阈值分割,得到二值图像g(x,y);阈值分割:<mrow><mi>g</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mo>{</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mn>255</mn></mtd><mtd><mrow><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&gt;</mo><mi>T</mi></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&le;</mo><mi>T</mi></mrow></mtd></mtr></mtable><mo>,</mo></mrow></mrow>其中g(x,y)为得到二值图像函数,f(x,y)为彩色图像转换为灰度图函数,当二值图像的像素点值大于阈值T时,我们认为该像素点位置为天空区域,并且设置该像素点位置为255,图像显示为白色;当二值图像的像素点值小于或等于阈值T时,我们认为该像素点位置为非天空区域,并且设置该像素点位置为0,图像显示为黑色;第四步:遍历所有像素点,对原图像中天空区域与非天空区域进行暗原色先验去雾,用得到分别使用天空区域大气光值Asky、天空区域透射率tsky、天空区域去雾因子与非天空区域大气光值Aunsky、非天空区域透射率tunsky、非天空区域去雾因子恢复天空区域与非天空区域无雾图像;天空区域透射率:<mrow><msub><mover><mi>t</mi><mo>~</mo></mover><mrow><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msub><mi>&omega;</mi><mrow><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow></msub><munder><mrow><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow><mi>c</mi></munder><mo>(</mo><mrow><munder><mrow><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow><mrow><mi>y</mi><mo>&Element;</mo><mi>&Omega;</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msup><mi>I</mi><mi>c</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><msubsup><mi>A</mi><mrow><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow><mi>c</mi></msubsup></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow>非天空区域透射率:<mrow><msub><mover><mi>t</mi><mo>~</mo></mover><mrow><mi>u</mi><mi>n</mi><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msub><mi>&omega;</mi><mrow><mi>u</mi><mi>n</mi><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow></msub><munder><mrow><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow><mi>c</mi></munder><mo>(</mo><mrow><munder><mrow><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow><mrow><mi>y</mi><mo>&Element;</mo><mi>&Omega;</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msup><mi>I</mi><mi>c</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><msubsup><mi>A</mi><mrow><mi>u</mi><mi>n</mi><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow><mi>c</mi></msubsup></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow>天空区域去雾图:<mrow><msub><mi>J</mi><mrow><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msubsup><mi>A</mi><mrow><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow><mi>c</mi></msubsup></mrow><mrow><msub><mover><mi>t</mi><mo>~</mo></mover><mrow><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>+</mo><msubsup><mi>A</mi><mrow><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow><mi>c</mi></msubsup></mrow>非天空区域去雾图:<mrow><msub><mi>J</mi><mrow><mi>u</mi><mi>n</mi><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msubsup><mi>A</mi><mrow><mi>u</mi><mi>n</mi><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow><mi>c</mi></msubsup></mrow><mrow><msub><mover><mi>t</mi><mo>~</mo></mover><mrow><mi>u</mi><mi>n</mi><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>+</mo><msubsup><mi>A</mi><mrow><mi>u</mi><mi>n</mi><mi>s</mi><mi>k</mi><mi>y</mi></mrow><mi>c</mi></msubsup></mrow>其中天空区域去雾因子为ωsky,一般范围为0?0.5,非天空区域去雾因子为ωunsky一般范围为0.6?1.0,且ωsky≤ωunsky;第五步:对所得到的天空区域与非天空区域去雾图像进行按像素融合;融合公式:<mrow><msub><mi>I</mi><mi>e</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfenced open="{" close=""><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>I</mi><mi>c</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd><mtd><mrow><mo>|</mo><msub><mi>I</mi><mi>c</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo><mo>&GreaterEqual;</mo><mo>|</mo><msub><mi>I</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>I</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd><mtd><mrow><mo>|</mo><msub><mi>I</mi><mi>c</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo><mo>&lt;</mo><mo>|</mo><msub><mi>I</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>其中,Ic(i,j)与Id(i,j)分别为像素(i,j)位置的像素值,Ie(i,j)为Ic(i,j)与Id(i,j)中较大值;第六步:图像进行引导滤波去除噪恢复无雾图像J(x);引导滤波去噪:<mrow><msub><mi>W</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>I</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mo>|</mo><mi>w</mi><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><munder><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>k</mi><mo>:</mo><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&Element;</mo><msub><mi>w</mi><mi>k</mi></msub></mrow></munder><mo>(</mo><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><mfrac><mrow><mo>(</mo><msub><mi>I</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>&mu;</mi><mi>k</mi></msub><mo>)</mo><mo>(</mo><msub><mi>I</mi><mi>j</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>&mu;</mi><mi>k</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mrow><msubsup><mi>&sigma;</mi><mi>k</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><mi>&epsiv;</mi></mrow></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow>其中,|w|为窗口wk内像素的数目,wk是以像素k为中心的窗口,μk是引导图像I在窗口wk内的均值和方差,ε是参数。
公开号  105279739A
公开日  2016-01-27
专利代理机构  
代理人  
颁证日  
优先权  
国际申请  
国际公布  
进入国家日期