基于像素暗通道和各向異性擴(kuò)散濾波的圖像去霧方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于像素暗通道和各向異性擴(kuò)散濾波的圖像去霧方法；屬于圖像去霧方法【技術(shù)領(lǐng)域】；其技術(shù)要點(diǎn)包括下述步驟：(1)計(jì)算有霧圖像I(x)各個(gè)像素點(diǎn)的暗通道Idark(x)；(2)根據(jù)像素點(diǎn)暗通道Idark(x)計(jì)算大氣光強(qiáng)度值A(chǔ)；(3)對(duì)像素點(diǎn)暗通道Idark(x)進(jìn)行各向異性擴(kuò)散濾波；(4)根據(jù)透射率計(jì)算公式計(jì)算像素點(diǎn)的透射率t(x)；(5)根據(jù)大氣光強(qiáng)度值A(chǔ)和透射率t(x)進(jìn)行圖像復(fù)原處理；本發(fā)明旨在提供一種計(jì)算量較小、占用存儲(chǔ)資源少、處理速度快的基于像素暗通道和各向異性擴(kuò)散濾波的圖像去霧方法；用于圖像去霧處理。
【專利說明】基于像素暗通道和各向異性擴(kuò)散濾波的圖像去霧方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種圖像去霧方法，更具體地說，尤其涉及一種基于像素暗通道和各 向異性擴(kuò)散濾波的圖像去霧方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在霧霾天氣條件下，由于大氣的散射作用，圖像采集設(shè)備所獲取的圖像往往出現(xiàn) 對(duì)比度下降、模糊不清等退化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響戶外計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)（如道路交通監(jiān)控、飛機(jī) 船舶導(dǎo)航等）的正常工作。因此，圖像去霧技術(shù)具有重要的實(shí)用價(jià)值。
[0003] 單幅圖像去霧增強(qiáng)方法主要分為兩類：一類是非模型的圖像增強(qiáng)方法，另一類是 基于大氣散射模型方法。非模型的圖像增強(qiáng)方法是通過圖像處理技術(shù)增強(qiáng)降質(zhì)圖像的對(duì)比 度，滿足主觀視覺要求，這種方法沒有考慮到霧天圖像降質(zhì)的原因，不能針對(duì)圖像退化的原 因設(shè)法進(jìn)行補(bǔ)償，去霧效果不佳，因此這類方法只能相對(duì)地提高圖像質(zhì)量，并不能實(shí)現(xiàn)真 正意義上的去霧?；诖髿馍⑸淠Ｐ偷姆椒ㄑ芯快F天圖像降質(zhì)的物理過程，并建立霧天退 化模型，反演退化過程，補(bǔ)償退化過程造成的失真，這類方法的復(fù)原效果較好，但是需要較 多的輔助信息。
[0004] 近年來，基于基于大氣散射模型方法的單幅圖像去霧技術(shù)研究取得了很大進(jìn)展， 許多學(xué)者提出了一些基于先驗(yàn)知識(shí)或假設(shè)的單幅圖像去霧方法。其中，何愷明在CVPR09' 所提出暗原色先驗(yàn)（dark channel prior, DCP)圖像去霧方法，在處理單幅戶外場(chǎng)景圖像去 霧方面取得了較好的效果，得到了業(yè)內(nèi)學(xué)者的廣泛認(rèn)同。DCP方法要求在局部區(qū)域（一般 大小取15X15)中各像素點(diǎn)的透射率恒定不變，由于實(shí)際圖像的透射率在一個(gè)局部區(qū)域內(nèi) 并不總是恒定的，所以，該方法估計(jì)的透射率不精確，存在"塊效應(yīng)"，需要采用軟摳圖（soft matting)方法對(duì)透射率進(jìn)行優(yōu)化。由于軟摳圖需要進(jìn)行非常復(fù)雜的計(jì)算，消耗大量的存儲(chǔ) 和計(jì)算資源，所以極大地限制了該方法在工程上的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于單幅圖像快速去霧的 基于像素暗通道和各向異性擴(kuò)散濾波的圖像去霧方法，克服DCP去霧方法中存在的計(jì)算量 大、占用存儲(chǔ)資源多、處理速度慢的問題。。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于像素暗通道和各向異性擴(kuò)散濾波的圖 像去霧方法，該方法包括下述步驟：
[0007] (1)計(jì)算有霧圖像I (X)各個(gè)像素點(diǎn)的暗通道IdaA(x);
[0008] (2)根據(jù)像素點(diǎn)暗通道Idarit(x)計(jì)算大氣光強(qiáng)度值A(chǔ) ;
[0009] (3)對(duì)像素點(diǎn)暗通道IdaA(x)進(jìn)行各向異性擴(kuò)散濾波，獲得濾波后像素點(diǎn)暗通道 .所述各向異性擴(kuò)散方程為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于像素暗通道和各向異性擴(kuò)散濾波的圖像去霧方法，其特征在于，該方法包 括下述步驟： (1) 計(jì)算有霧圖像I(X)各個(gè)像素點(diǎn)的暗通道Idarit(X); (2) 根據(jù)像素點(diǎn)暗通道Idarit(X)計(jì)算大氣光強(qiáng)度值A(chǔ) ; (3) 對(duì)像素點(diǎn)暗通道Idarit(X)進(jìn)行各向異性擴(kuò)散濾波，獲得濾波后像素點(diǎn)暗通道 4ιΛ(Χ).所述各向異性擴(kuò)散方程為： ?
式中：Itl為初始圖像Idarit(X) ;▽為梯度算子；div為散度算子；c(| Vul)為擴(kuò)散系數(shù)； t為引入的時(shí)間參數(shù)，表示平滑過程與擴(kuò)散持續(xù)時(shí)間相關(guān)；所述擴(kuò)散系數(shù)函數(shù)為：
對(duì)上述各向異性擴(kuò)散方程進(jìn)行離散化處理，迭代式為：
Λ t為時(shí)間參數(shù)步長(zhǎng)，為保證迭代的穩(wěn)定性，O t < 0. 25 ; (4) 根據(jù)透射率計(jì)算公式計(jì)算像素點(diǎn)的透射率t(x)，所述透射率計(jì)算公式為：
其中，ω為常數(shù)，取〇. 95 ; (5) 根據(jù)大氣光強(qiáng)度值A(chǔ)和透射率t(x)進(jìn)行圖像復(fù)原處理，圖像復(fù)原公式為：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于像素暗通道和各向異性擴(kuò)散濾波的圖像去霧方法，其特 征在于，步驟（1)中像素點(diǎn)暗通道Idarit(X)的計(jì)算公式為= 所述像素 點(diǎn)暗通道是指像素點(diǎn)的RGB三通道中最小值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于像素暗通道和各向異性擴(kuò)散濾波的圖像去霧方法，其特 征在于，步驟（2)具體為：選取像素點(diǎn)暗通道I darit(X)中最大的前4%像素區(qū)域Φ所對(duì)應(yīng)的 有霧圖像平均灰度值，作為大氣光強(qiáng)度A，其計(jì)算公式為：
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK104392417SQ201410705288
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】龔昌來 申請(qǐng)人:嘉應(yīng)學(xué)院