基于像素暗通道和各向异性扩散滤波的图像去雾方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于像素暗通道和各向异性扩散滤波的图像去雾方法；属于图像去雾方法【技术领域】；其技术要点包括下述步骤：(1)计算有雾图像I(x)各个像素点的暗通道Idark(x)；(2)根据像素点暗通道Idark(x)计算大气光强度值A；(3)对像素点暗通道Idark(x)进行各向异性扩散滤波；(4)根据透射率计算公式计算像素点的透射率t(x)；(5)根据大气光强度值A和透射率t(x)进行图像复原处理；本发明旨在提供一种计算量较小、占用存储资源少、处理速度快的基于像素暗通道和各向异性扩散滤波的图像去雾方法；用于图像去雾处理。
【专利说明】基于像素暗通道和各向异性扩散滤波的图像去雾方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种图像去雾方法，更具体地说，尤其涉及一种基于像素暗通道和各 向异性扩散滤波的图像去雾方法。
【背景技术】
[0002] 在雾霾天气条件下，由于大气的散射作用，图像采集设备所获取的图像往往出现 对比度下降、模糊不清等退化现象，严重影响户外计算机视觉系统（如道路交通监控、飞机 船舶导航等）的正常工作。因此，图像去雾技术具有重要的实用价值。
[0003] 单幅图像去雾增强方法主要分为两类：一类是非模型的图像增强方法，另一类是 基于大气散射模型方法。非模型的图像增强方法是通过图像处理技术增强降质图像的对比 度，满足主观视觉要求，这种方法没有考虑到雾天图像降质的原因，不能针对图像退化的原 因设法进行补偿，去雾效果不佳，因此这类方法只能相对地提高图像质量，并不能实现真 正意义上的去雾。基于大气散射模型的方法研究雾天图像降质的物理过程，并建立雾天退 化模型，反演退化过程，补偿退化过程造成的失真，这类方法的复原效果较好，但是需要较 多的辅助信息。
[0004] 近年来，基于基于大气散射模型方法的单幅图像去雾技术研究取得了很大进展， 许多学者提出了一些基于先验知识或假设的单幅图像去雾方法。其中，何恺明在CVPR09' 所提出暗原色先验（dark channel prior, DCP)图像去雾方法，在处理单幅户外场景图像去 雾方面取得了较好的效果，得到了业内学者的广泛认同。DCP方法要求在局部区域（一般 大小取15X15)中各像素点的透射率恒定不变，由于实际图像的透射率在一个局部区域内 并不总是恒定的，所以，该方法估计的透射率不精确，存在"块效应"，需要采用软抠图（soft matting)方法对透射率进行优化。由于软抠图需要进行非常复杂的计算，消耗大量的存储 和计算资源，所以极大地限制了该方法在工程上的应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于单幅图像快速去雾的 基于像素暗通道和各向异性扩散滤波的图像去雾方法，克服DCP去雾方法中存在的计算量 大、占用存储资源多、处理速度慢的问题。。
[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：一种基于像素暗通道和各向异性扩散滤波的图 像去雾方法，该方法包括下述步骤：
[0007] (1)计算有雾图像I (X)各个像素点的暗通道IdaA(x);
[0008] (2)根据像素点暗通道Idarit(x)计算大气光强度值A ;
[0009] (3)对像素点暗通道IdaA(x)进行各向异性扩散滤波，获得滤波后像素点暗通道 .所述各向异性扩散方程为：
【权利要求】
1. 一种基于像素暗通道和各向异性扩散滤波的图像去雾方法，其特征在于，该方法包 括下述步骤： (1) 计算有雾图像I(X)各个像素点的暗通道Idarit(X); (2) 根据像素点暗通道Idarit(X)计算大气光强度值A ; (3) 对像素点暗通道Idarit(X)进行各向异性扩散滤波，获得滤波后像素点暗通道 4ιΛ(Χ).所述各向异性扩散方程为： ?
式中：Itl为初始图像Idarit(X) ;▽为梯度算子；div为散度算子；c(| Vul)为扩散系数； t为引入的时间参数，表示平滑过程与扩散持续时间相关；所述扩散系数函数为：
对上述各向异性扩散方程进行离散化处理，迭代式为：
Λ t为时间参数步长，为保证迭代的稳定性，O t < 0. 25 ; (4) 根据透射率计算公式计算像素点的透射率t(x)，所述透射率计算公式为：
其中，ω为常数，取〇. 95 ; (5) 根据大气光强度值A和透射率t(x)进行图像复原处理，图像复原公式为：
2. 根据权利要求1所述的基于像素暗通道和各向异性扩散滤波的图像去雾方法，其特 征在于，步骤（1)中像素点暗通道Idarit(X)的计算公式为= 所述像素 点暗通道是指像素点的RGB三通道中最小值。
3. 根据权利要求1所述的基于像素暗通道和各向异性扩散滤波的图像去雾方法，其特 征在于，步骤（2)具体为：选取像素点暗通道I darit(X)中最大的前4%像素区域Φ所对应的 有雾图像平均灰度值，作为大气光强度A，其计算公式为：
【文档编号】G06T5/00GK104392417SQ201410705288
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】龚昌来 申请人:嘉应学院