Lajx))為透 射率為tl (X)時圖像的估算能見度f，心、氣分別為能見度模式為i(ie{1，2, 3, 4, 5})時 的天空區(qū)域透射率修正系數(shù)；
[0117] 非天空區(qū)域的目標函數(shù)和透射率修正函數(shù)為：
[0118]
[0119] 公式中，氣為能見度模式為i(ie{1，2,3,4,5})時的非天空區(qū)域透射率修正系 數(shù)。
[0120] 步驟S6中，
[0121] 根據(jù)視頻圖像的天空區(qū)域和非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)計算視頻圖像的大氣透 射率的公式為：
[0122]
[0123] 公式中，t(x)為視頻圖像的大氣透射率，c為三基色空間中的顏色通道，Ω(χ)表 示中心點為像素點X的局部區(qū)域，r(y)為圖像中像素位置為y的顏色通道c的像素值，f 為顏色通道c的大氣光照值，K、c〇s分別為視頻圖像的天空區(qū)域透射率修正系數(shù)，ωt為視 頻圖像的非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)；
[0124] 計算視頻圖像的能見度的公式為：
[0125]
[0126] 公式中，V為視頻圖像的能見度。
[0127] 顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對 本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可 以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā) 明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
【主權(quán)項】
1. 一種基于視頻圖像的能見度檢測方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： 51、 獲取待檢測區(qū)域的視頻圖像的暗通道圖像； 52、 根據(jù)所述暗通道圖像估測所述視頻圖像的大氣光照值； 53、 根據(jù)所述視頻圖像的大氣光照值計算所述視頻圖像的估算大氣透射率，并根據(jù)所 述視頻圖像的估算大氣透射率計算所述視頻圖像的估算能見度； 54、 采用區(qū)域生長法識別所述暗通道圖像中的天空區(qū)域與非天空區(qū)域； 55、 根據(jù)所述視頻圖像的估算能見度，在設(shè)定的不同能見度模式對應(yīng)的天空區(qū)域和 非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)中選取所述視頻圖像的天空區(qū)域和非天空區(qū)域透射率修正系 數(shù)； 56、 根據(jù)所述視頻圖像的天空區(qū)域和非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)計算所述視頻圖像的 大氣透射率，并根據(jù)所述視頻圖像的大氣透射率計算所述視頻圖像的能見度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻圖像的能見度檢測方法，其特征在于，步驟S2中估 測所述視頻圖像的大氣光照值的方法為：將所述視頻圖像的暗通道圖像中每個像素點的暗 通道值按照從大到小順序排列，取前10%的暗通道值的均值作為所述視頻圖像的大氣光照 值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻圖像的能見度檢測方法，其特征在于，步驟S3中， 計算所述視頻圖像的估算大氣透射率的公式為：公式中，？Xx)為視頻圖像的估算大氣透射率，c為三基色空間中的顏色通道，Ω (X)表 示中心點為像素點X的局部區(qū)域，r(y)為圖像中像素位置為y的顏色通道c的像素值，M 為顏色通道c的大氣光照值； 計算所述視頻圖像的估算能見度的公式為：公式中，f為視頻圖像的估算能見度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻圖像的能見度檢測方法，其特征在于，步驟S4進一 步包括如下子步驟： S4. 1、選取所述暗通道圖像中亮度最大的像素值作為種子像素值Seed ; S4. 2、確定區(qū)域生長的生長規(guī)則： 當滿足以下約束條件時，像素點屬于天空區(qū)域，不滿足時像素點屬于非天空區(qū)域：公式中，c為三基色空間中的顏色通道，Ω(χ)表示中心點為像素點X的局部區(qū)域， r(y)為圖像中像素位置為y的顏色通道c的像素值，M為顏色通道c的大氣光照值，thl 為所述視頻圖像的灰度圖像中圖像的灰度閾值，th2為暗通道中圖像的灰度閾值； S4. 3、根據(jù)區(qū)域生長的生長規(guī)則，以種子像素值Seed的像素點為中心進行區(qū)域生長， 當達到天空區(qū)域與非天空區(qū)域的邊界時，區(qū)域生長停止，完成所述暗通道圖像中的天空區(qū) 域與非天空區(qū)域的識別。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于視頻圖像的能見度檢測方法，其特征在于，步驟S4. 3中 的區(qū)域生長停止的觸發(fā)條件為：設(shè)定變量Val = 2/3Size，Size為所述視頻圖像的大小，當 區(qū)域生長過程處理的像素個數(shù)達到變量Val時，停止區(qū)域生長。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于視頻圖像的能見度檢測方法，其特征在于，步驟S4. 3之 后還包括步驟： S4. 4、當滿足的條件時，將像素點X劃入天空區(qū)域。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻圖像的能見度檢測方法，其特征在于，步驟S5中不 同能見度模式對應(yīng)的天空區(qū)域和非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)的設(shè)定方法為： 建立包含不同能見度的能見度模式，所述能見度模式包括：V為能見度，單位為米； 選取分別屬于不同能見度模式的能見度為l〇〇〇m，500m，200m，100m，50m的已知能見度 的視頻圖像，獲取各已知能見度的視頻圖像的暗通道圖像； 根據(jù)所述已知能見度的視頻圖像的暗通道圖像估測已知能見度的視頻圖像的大氣光 照值； 根據(jù)已知能見度的視頻圖像的大氣光照值計算已知能見度的視頻圖像的估算大氣透 射率，公式為公式中，/~U)為已知能見度的視頻圖像的估算大氣透射率，c為三基色空間中的顏色 通道，Ω (X)表示中心點為像素點X的局部區(qū)域，F(xiàn)(y)為圖像中像素位置為y的顏色通道 C的像素值，M為顏色通道C的大氣光照值； 計算已知能見度的視頻圖像的估算能見度，公式為：公式中，#為已知能見度的視頻圖像的估算能見度； 采用區(qū)域生長法識別已知能見度的視頻圖像的暗通道圖像中的天空區(qū)域與非天空區(qū) 域； 以已知能見度的視頻圖像的估算能見度與已知能見度的視頻圖像的實際能見度之間 的差值作為目標函數(shù)，根據(jù)最小二乘法原理，推導不同能見度模式對應(yīng)的天空區(qū)域和非天 空區(qū)域透射率修正系數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于視頻圖像的能見度檢測方法，其特征在于，所述推導不 同能見度模式對應(yīng)的天空區(qū)域和非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)的公式如下， 天空區(qū)域的目標函數(shù)和透射率修正函數(shù)為：公式中，L1S能見度模式為i(i e {1，2, 3, 4, 5})時的實際能見度，LU1(X))為透射率 為心〇〇時圖像的估算能見度f, M分別為能見度模式為i(i e {1，2, 3, 4, 5})時的天 空區(qū)域透射率修正系數(shù)； 非天空區(qū)域的目標函數(shù)和透射率修正函數(shù)為：公式中，氣為能見度模式為i(i e {1，2, 3, 4, 5})時的非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻圖像的能見度檢測方法，其特征在于，步驟S6中， 根據(jù)所述視頻圖像的天空區(qū)域和非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)計算所述視頻圖像的大 氣透射率的公式為：公式中，t(x)為視頻圖像的大氣透射率，c為三基色空間中的顏色通道，Ω (X)表示中 心點為像素點X的局部區(qū)域，r(y)為圖像中像素位置為y的顏色通道c的像素值，M為顏 色通道c的大氣光照值，K、COs分別為所述視頻圖像的天空區(qū)域透射率修正系數(shù)，ω t為所 述視頻圖像的非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)； 計算所述視頻圖像的能見度的公式為：公式中，V為視頻圖像的能見度。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于視頻圖像的能見度檢測方法，包括步驟：S1、獲取待檢測區(qū)域的視頻圖像的暗通道圖像；S2、估測視頻圖像的大氣光照值；S3、計算視頻圖像的估算大氣透射率，并計算視頻圖像的估算能見度；S4、采用區(qū)域生長法識別暗通道圖像中的天空區(qū)域與非天空區(qū)域；S5、選取視頻圖像的天空區(qū)域和非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)；S6、根據(jù)視頻圖像的天空區(qū)域和非天空區(qū)域透射率修正系數(shù)計算視頻圖像的大氣透射率，并根據(jù)視頻圖像的大氣透射率計算視頻圖像的能見度。本發(fā)明結(jié)合數(shù)字攝像法和透射法的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)簡單，不需要重新搭建硬件設(shè)施，可應(yīng)用于各種環(huán)境的能見度實時檢測，特別是高速公路能見度的實時檢測。
【IPC分類】G01N21/59, G06T7/00
【公開號】CN105424655
【申請?zhí)枴緾N201510741206
【發(fā)明人】趙建東, 韓明敏
【申請人】北京交通大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月4日