基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像質(zhì)量評價技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及霧霾圖像評價技術(shù)領(lǐng)域，具體是指 一種基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 霧霾圖像評價是對圖像中霧霾程度的評價分析過程。早期的霧霾圖像評價技術(shù)往 往采用人工比對的方法來判斷霧霾圖像評價結(jié)果的好壞。隨著計算機技術(shù)的出現(xiàn)，基于計 算機視覺和圖像處理的方法極大地減少人工的干預，提高了工作的效率。基于計算機視覺 和圖像處理的方法通常分為：基于圖像質(zhì)量評價的方法和基于場景分析的方法。前者的處 理對象主要是壓縮圖像的失真評價。而后者是通過圖像的內(nèi)容分析來評價增強效果。因此 相對于一般意義上的圖像質(zhì)量評價，后者具有更好的目標針對性。
[0003] 經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，基于圖像質(zhì)量評價的方法主要分為有參圖像 評價、部分參考圖像評價和無參圖像評價。對于圖像對比度增強來說原參考圖像很難獲 取，因此通常采用無參的圖像質(zhì)量評價方法。而目前現(xiàn)有的無參圖像質(zhì)量評價通常只針 對某幾種特定的失真類型（模糊、振鈴、塊效應等）如：HR.Sheikh，AC.Bovik，L.Cormack 在《IEEETransactiononImageProcessing》（IEEE圖像處理期刊）第 14 卷，第 11 期， 第 1918 頁到 1927 頁發(fā)表的 "No-referencequalityassessmentusingnaturalscene statistics:JPEG2000"，一文中提出的壓縮失真無參評價方法。AK.Moorthy,AC.Bovik在 《SignalProcessingLetters》（信號處理通訊）第17卷，第5期，第513頁到516頁發(fā)表 的"Atwo-stepframeworkforconstructingblindimagequalityindices''，一文提出 的基于自然場景統(tǒng)計的二步法評價圖像質(zhì)量。MA.Saad,AC.Bovik,C.Charrier在《Signal ProcessingLetters》（信號處理通訊）第17卷，第6期，第583頁到586頁發(fā)表的"ADCT statistics-basedblindimagequalityindex" 一文提出的離散余弦變換特征提取的方 法分析圖像質(zhì)量。然而上述方法都是針對幾種固定壓縮失真類型，無法應用于霧霾圖像評 價。另外，由于無參圖像質(zhì)量評價方法采用的自然場景統(tǒng)計方法沒有考慮到全局的圖像降 質(zhì)，從而無法給出準確的評價結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)將圖像霧霾有 效歸一化中心幅度變化熵、由熵值有效表征霧霾圖像評價結(jié)果、具有更廣泛應用范圍的基 于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的系統(tǒng)及方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的系統(tǒng)及方法具 有如下構(gòu)成：
[0006] 該基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的系統(tǒng)，其主要特點是，所述的系統(tǒng)包括：
[0007] 灰階轉(zhuǎn)換模塊，用以讀入當前圖像信息并進行彩色到灰階的轉(zhuǎn)換；
[0008] 非局部均值濾波模塊，用以以灰階轉(zhuǎn)換后的圖像左上角的像素點為原點建立直角 坐標系并對所述的灰階轉(zhuǎn)換后的圖像進行非局部均值濾波；
[0009] 傅里葉變換模塊，用以將進行濾波后的圖像進行傅里葉幅度值計算；
[0010] 圖像熵計算模塊，用以將經(jīng)過傅里葉變換后的獲得值進行圖像熵的計算將獲得的 熵值作為霧霾圖像評價結(jié)果。
[0011] 本發(fā)明還涉及一種基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的方法，其特征在于，所述 的方法包括以下步驟：
[0012] (1)所述的灰階轉(zhuǎn)換模塊讀入當前圖像信息并進行彩色到灰階的轉(zhuǎn)換；
[0013] (2)所述的非局部均值濾波模塊以灰階轉(zhuǎn)換后的圖像左上角的像素點為原點建立 直角坐標系并對所述的灰階轉(zhuǎn)換后的圖像進行非局部均值濾波；
[0014] (3)所述的傅里葉變換模塊將進行濾波后的圖像進行傅里葉幅度值計算；
[0015] (4)所述的圖像熵計算模塊將經(jīng)過傅里葉變換后的獲得值進行圖像熵的計算；
[0016] (5)所述的圖像熵計算模塊將獲得的熵值作為霧霾圖像評價結(jié)果。
[0017] 較佳地，所述的進行彩色到灰階的轉(zhuǎn)換，具體為：
[0018] 根據(jù)以下公式進行彩色到灰階的轉(zhuǎn)換：
[0019] Y= 0. 299XR+0. 587XG+0. 114XB
[0020] 其中，R、G、B分別為所述的圖像信息中各個像素點的紅色、綠色、藍色的數(shù)值，Y為 灰階轉(zhuǎn)換后圖像的各個像素點的數(shù)值。
[0021] 較佳地，所述的對所述的灰階轉(zhuǎn)換后的圖像進行非局部均值濾波，具體為：
[0022] 根據(jù)如下公式對所述的灰階轉(zhuǎn)換后的圖像進行非局部均值濾波：
【主權(quán)項】
1. 一種基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括： 灰階轉(zhuǎn)換模塊，用以讀入當前圖像信息并進行彩色到灰階的轉(zhuǎn)換； 非局部均值濾波模塊，用以以灰階轉(zhuǎn)換后的圖像左上角的像素點為原點建立直角坐標 系并對所述的灰階轉(zhuǎn)換后的圖像進行非局部均值濾波； 傅里葉變換模塊，用以將進行濾波后的圖像進行傅里葉幅度值計算； 圖像熵計算模塊，用以將經(jīng)過傅里葉變換后的獲得值進行圖像熵的計算將獲得的熵值 作為霧霾圖像評價結(jié)果。
2. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的方法，其特征 在于，所述的方法包括以下步驟： (1) 所述的灰階轉(zhuǎn)換模塊讀入當前圖像信息并進行彩色到灰階的轉(zhuǎn)換； (2) 所述的非局部均值濾波模塊以灰階轉(zhuǎn)換后的圖像左上角的像素點為原點建立直角 坐標系并對所述的灰階轉(zhuǎn)換后的圖像進行非局部均值濾波； (3) 所述的傅里葉變換模塊將進行濾波后的圖像進行傅里葉幅度值計算； (4) 所述的圖像熵計算模塊將經(jīng)過傅里葉變換后的獲得值進行圖像熵的計算； (5) 所述的圖像熵計算模塊將獲得的熵值作為霧霾圖像評價結(jié)果。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的方法，其特征在于，所 述的進行彩色到灰階的轉(zhuǎn)換，具體為： 根據(jù)以下公式進行彩色到灰階的轉(zhuǎn)換： Y= 0. 299XR+0. 587XG+0. 114XB 其中，R、G、B分別為所述的圖像信息中各個像素點的紅色、綠色、藍色的數(shù)值，Y為灰階 轉(zhuǎn)換后圖像的各個像素點的數(shù)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的方法，其特征在于，所 述的對所述的灰階轉(zhuǎn)換后的圖像進行非局部均值濾波，具體為： 根據(jù)如下公式對所述的灰階轉(zhuǎn)換后的圖像進行非局部均值濾波： J^r
其中，i，j為像素點索引，隊為像素點i的相鄰點索引，、為歸一化的加權(quán)因子，且Ws為幾何距離的高斯加權(quán)^￥WK為灰度變化的高斯加權(quán)^1^^I 表示某一像素點的灰度值，h為衰減控制參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的方法，其特征在于，所 述的將進行濾波后的圖像進行傅里葉幅度值計算，具體為： (3-1)根據(jù)如下公式將進行濾波后的圖像進行快速傅里葉變換：
其中，N為采樣點個數(shù)，k為像素點索引； (3-2)計算快速傅里葉變換的結(jié)果^的幅度值|IK|，并在|IK|中的中心頻率處進行左 0 右互換得到中心傅里葉幅值圖l^f
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的方法，其特征在于，所 述的將經(jīng)過傅里葉變換后的獲得值進行圖像熵的計算，具體為： 根據(jù)如下公式將經(jīng)過傅里葉變換后的獲得值進行圖像熵的計算：
其中，H為圖像傅里葉變換幅度值圖像的熵，p(?)為|4|V在0~255范圍內(nèi)的概率分
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的方法，其特征在于，所 述的步驟⑷和（5)之間，還包括以下步驟： (4-1)所述的圖像熵計算模塊判斷計算得到的熵值是否大于系統(tǒng)預設(shè)閾值，如果是，則 繼續(xù)步驟（5)，否則繼續(xù)步驟（2)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的系統(tǒng)及方法，其中包括灰階轉(zhuǎn)換模塊，用以讀入當前圖像信息并進行彩色到灰階的轉(zhuǎn)換；非局部均值濾波模塊，用以以灰階轉(zhuǎn)換后的圖像左上角的像素點為原點建立直角坐標系并對灰階轉(zhuǎn)換后的圖像進行非局部均值濾波；傅里葉變換模塊，用以將進行濾波后的圖像進行傅里葉幅度值計算；圖像熵計算模塊，用以將經(jīng)過傅里葉變換后的獲得值進行圖像熵的計算將獲得的熵值作為霧霾圖像評價結(jié)果。采用該種結(jié)構(gòu)的基于傅里葉變換實現(xiàn)圖像霧霾評價的系統(tǒng)及方法，通過頻域變換和處理解決了時域下較難解決的問題，將圖像霧霾有效地歸一化中心幅度變化熵的問題，該熵值有效表征了霧霾圖像評價結(jié)果，具有更廣泛的應用范圍。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號】CN104809735
【申請?zhí)枴緾N201510238958
【發(fā)明人】夏嫣, 姚晨, 閔子彥, 朱佳敏, 張珅哲
【申請人】公安部第三研究所
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月12日