一種基于自適應雙閾值與暗通道先驗的圖像去霧方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種圖像去霧方法，該方法主要包括：1)按He方法計算出透射圖T，并求出原始有霧圖像的亮度圖L；2)分別對透射圖T和亮度圖作直方圖，得到直方圖HistoT與直方圖HistoL，并根據(jù)HistoT與HistoL計算出透射率上限閾值THHigh與亮度下限閾值THlow；3）然后根據(jù)THHigh與THlow對圖像天空區(qū)域進行分離，分離出圖像的天空區(qū)域RSky；4)將分離出的RSky中的透射率進行自適應修正，得到更精確的透射圖TRefine；5)利用透射圖TRefine按He方法對圖像去霧。本方法能夠解決去霧后圖像在天空區(qū)域的色偏現(xiàn)象。
【專利說明】一種基于自適應雙閾值與暗通道先驗的圖像去霧方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種圖像去霧方法，用于對彩色圖像的無色偏去霧，屬于數(shù)字圖像處 理領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 霧天環(huán)境下，由于受到大氣中懸浮顆粒的影響，使得成像設(shè)備所采集的圖像能見 度較低，清晰度不夠。因此，霧天降質(zhì)圖像的清晰化處理具有重要的現(xiàn)實意義。目前圖像 去霧方法可分為兩類：圖像增強方法和基于大氣散射物理模型的方法。前者只是單一的 提高對比度，未考慮降質(zhì)退化機理，去霧效果一般。后者基于物理模型，針對霧氣的形成原 因，利用先驗條件進行逆向還原。最經(jīng)典的為何凱明博士的暗通道先驗去霧方法（以下簡 稱 He 方法，該文獻下載地址：http://research. microsoft. com/en-us/um/people/kahe/ publications/cvpr09. pdf)。基于暗通道先驗理論的去霧方法，雖然該方法去霧效果最好， 但暗通道先驗理論并不適用于天空區(qū)域，因此去霧后的圖像在天空區(qū)域會出現(xiàn)色偏現(xiàn)象， 極大的影響了圖像的視覺主觀質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對暗通道先驗理論在天空區(qū)域失效的情況，本發(fā)明提供了一種具有暗通道容差 機制的去霧方法，即一種基于自適應雙閾值與暗通道先驗的圖像去霧方法，其核心思想是： 首先利用自適應雙閾值方法識別出圖像中的天空部分，然后根據(jù)透射率修正公式修正天空 區(qū)域的透射率。具體方法流程如圖1所示，其包括如下步驟：
[0004] 第一步：獲取有霧彩色圖像I ;
[0005] 第二步：按He方法計算出透射圖T ;
[0006] 第三步：計算出圖像I的亮度圖L ;
[0007] 第四步：分別計算透射圖T與亮度圖L的直方圖，并記為HistoT與HistoS
[0008] 第五步：根據(jù)HistoT利用"自適應雙閾值法"計算出透射率上限閾值TH High，THHigh 的具體計算過程如下：
[0009] a)對HistoT均勻劃分20等份（例如將[0,0. 05]的透射率的總頻次合并至透射 率0. 025的頻次上），劃分后得到新的透射率直方圖Histc^new ;
[0010] b)然后在直方圖 Histoh? 中計算出（0· 025,0· 075,0· 125,0· 175,0· 225,0· 275， 0. 325)這幾個透射率對應頻次的最大值Vmax，并將其對應的透射率記為?\ ;
[0011] C)在透射率（1\，?\+0. 05，···，0. 4)計算出對應頻次的最小值Vmin，并將其對應的 透射率記為T2 ;
[0012] d)由直方圖HistoT_new讀出透射率Τ2_0. 05與Τ2+0. 05對應的頻次，分別記為V1與 V2 ；
[0013] e)計算紇浐、^^三者數(shù)值大小之間的相關(guān)差異，公式如式⑴所示
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于自適應雙閾值與暗通道先驗的圖像去霧方法，其特征在于，包括以下步 驟： 第一步：獲取有霧彩色圖像I; 第二步：按He方法計算出透射圖T ; 第三步：計算出圖像I的亮度圖L ; 第四步：分別計算透射圖T與亮度圖L的直方圖，并記為HistoT與HistoS 第五步：根據(jù)HistoT利用"自適應雙閾值法"計算出透射率上限閾值THmgh，TH High的具 體計算過程如下： a) 對把^(/均勻劃分20等份，可以將[0,0.05]的透射率的總頻次合并至透射率 0. 025的頻次上，劃分后得到新的透射率直方圖HistoT? ; b) 然后在直方圖 Histc^·中計算出（0· 025,0· 075,0· 125,0· 175,0· 225,0· 275， 0. 325)這幾個透射率對應頻次的最大值Vmax，并將其對應的透射率記為?\ ; c) 在透射率（1\，1\+0.05，一,0.4)計算出對應頻次的最小值Vmin，并將其對應的透射 率記為T 2 ; d) 由直方圖HistW讀出透射率Τ2-0. 05與Τ2+0. 05對應的頻次，分別記為V1與V2 ; e) 計算V^V2、^^三者數(shù)值大小之間的相關(guān)差異，公式如式（1)所示：
(1) f) 透射率上限閾值THHigh計算公式如式（2)所示：
(2) 第六步：根據(jù)亮度直方圖Histo1利用"自適應雙閾值法"計算出亮度下限閾值TH1?， TH1?具體計算過程如下： a) 對亮度直方圖Histo1均勻劃分20等份，劃分后得到新的亮度直方圖Histc^new ; b) 然后在直方圖 HistoT? 中計算出（0.675X255,0. 725X255,0. 775X255， 0. 825X255,0. 875X255,0. 925X255,0. 975X255)這幾個亮度對應頻次的最大值 F1^，并 將其對應的亮度記為U; c) 在亮度（0. 6 X 255，…，LfO. 05 X 255, LJ計算出對應頻次的最小值Fmin，并將其對 應的亮度記為L2 ; d) 由直方圖HistoL_new讀出亮度L2-0. 05X255與L2+0. 05X255對應的頻次，分別記為 F1 與 F2 ; e) 計算F^F^F1^三者數(shù)值大小之間的相關(guān)差異，公式如式（3)所示：
(3) f) 亮度下限閾值THlw計算公式如式（4)所示：
(4) 第七步：設(shè)置天空區(qū)域判定條件為T(X，y)〈THHighnL( X，y)>THk'(X，y)為圖像像素位 置索引。對于滿足上述條件的區(qū)域設(shè)定為天空區(qū)域RSky ; 第八步：對天空區(qū)域Rsky中的透射率按公式（5)修正，其中K為調(diào)節(jié)因子，一般取1-2 ;
(5) 第九步：利用修正后的透射率Tsk〃efine按He方法進行圖像去霧。
【文檔編號】G06T5/40GK104299195SQ201410525513
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】張登銀, 鞠銘燁 申請人:南京郵電大學