粉尘图像恢复的切片减光方法
【专利摘要】本发明公开了一种粉尘图像恢复的切片减光法，其具体实施步骤如下：1）利用对原始输入图像I的粉尘区域检测结果，计算出空气光参数A；2）取一系列距离值，计算出每个距离对应的切片图像；3）对每个切片图像实施粉尘区域检测，将各个切片的非粉尘区域保留，重构为粉尘图像恢复图像。该方法不但有效去除了粉尘多散射对图像的影响，提高了图像的对比度、清晰度与色彩度，而且具有较高的实时性。
【专利说明】粉尘图像恢复的切片减光方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机图形处理方法，具体地说是一种粉尘图像恢复的切片减光方 法，用于计算机视觉领域有粉尘图像的处理方法。
【背景技术】
[0002] 在粉尘环境中工作对人体健康是有害的，通过计算机视觉方式对工作场所进行自 动监控与管理便可以将人从粉尘环境中解脱出来。然而由于粉尘颗粒对光线的吸收和散射 作用，在粉尘环境中得到的图像在对比度、清晰度以及色彩度等方面都产生了退化。因此消 除粉尘环境对图像的影响有着重要的意义。
[0003] 对于这类问题，目前主要有两种图像清晰化方法。一种是基于图像增强的方法。此 方法不考虑粉尘图像中景物的深度对图像退化的影响，只选取图像中感兴趣的部分进行增 强。虽然改善了人的视觉感受，但是通常也会丢失图像中一些重要的信息。
[0004] 另一种是基于物理模型下的图像恢复方法。由于这种图像恢复方法是通过研究光 线在某种大气介质中的传播的物理过程，进而建立其图像退化模型，并基于此模型对图像 进行恢复的。因此其图像恢复结果相比图像增强得到的结果更加自然而且细节信息保留更 完整。目前此类方法有基于多幅图像的恢复方法与基于单幅图像的恢复方法。其中单幅图 像恢复方法又可分为基于人机交互或地理信息已知的恢复方法与基于单幅图像本身信息 假设的图像恢复方法。这些方法大都使用McCartney退化模型。然该物理模型是基于单次 散射与同质均匀性假设的。对于粉尘环境中常遇到的不均匀分布与多散射的情况，上述方 法就不能取得满意的效果。
【发明内容】
[0005] 本发明为解决现有粉尘环境图像处理技术处理效果不佳的技术问题，提出了一种 粉尘图像恢复的切片减光方法。
[0006] 粉尘图像恢复的切片减光方法的具体步骤如下：
[0007] -种粉尘图像恢复的切片减光方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：
[0008] 1)利用对原始输入图像I的粉尘区域检测结果，计算出空气光参数A ;
[0009] 2)取一系列距离值，计算出每个距离对应的切片图像；
[0010] 3)对每个切片图像实施粉尘区域检测，将各个切片的非粉尘区域保留，重构为粉 尘图像恢复图像。
[0011] 步骤1)中的详细步骤包括：
[0012] ①根据= 计算出半反图像Is，其中，C表示r通道， g通道或者b通道，Γ表示原始图像中C通道的分量，《表示半反图像中C通道的分量，max 操作符表示取最大值；然后将原始图像I与半反图像Is从RGB空间转换到CIE L*c*h*空 间分别为1'与1'3;计算111=1'(:， ：，3)-1'5(:，：，3)，将111>10°的部分设定 为粉尘区域；
[0013] ②利用Ig(x) = minee fr,g,b)I。(X)逐像素求得原始图像I在r、g、b三个通道中的 最小值，其中min操作符表示取最小值，得到灰度图像I g ;
[0014] ③计算Ig中对应粉尘分布区域的部分Lg，在Lg中求出最亮值V max，并求Lg内大于 〇. SVmax的像素点的灰度平均值，作为空气光参数A。这样求出的A是在粉尘区域得到的，具 有较强的准确性，有利于下一步处理。③中计算出的L g是指Ih >10°的粉尘区域在灰度 图像Ig上所对应的位置。
[0015] 所述步骤2)中的详细步骤包括：
[0016] ①沿图像I景深方向取距离Cli使得直接传输率h e (〇. 2,0. 8)，其中 ? ?-:i di+1 = φ+Λ(1，Ad e (20，100)米，消光系数 β e (0·005,0·008); ，
[0017] ②按公式
【权利要求】
1. 一种粉尘图像恢复的切片减光方法，其特征在于，该方法包含如下步骤： 1) 利用对原始输入图像I的粉尘区域检测结果，计算出空气光参数A ; 2) 取一系列距离值，计算出每个距离对应的切片图像； 3) 对每个切片图像实施粉尘区域检测，将各个切片的非粉尘区域保留，重构为粉尘图 像恢复图像。
2. 根据权利要求1所述的粉尘图像恢复的切片减光方法，其特征在于所述步骤1)中的 详细步骤包括： ① 根据1 -/1计算出半反图像Is，其中，c表示r通道，g通 道或者b通道，r表示原始图像中c通道的分量表示半反图像中c通道的分量，max操 作符表示取最大值；然后将原始图像I与半反图像Is从RGB空间转换到CIE L*c*h*空间 后分别为I'与r s;计算ih=r (:，：，3)-r s(:，：，3)，将ih>io°的部分设定为 粉尘区域； ② 利用Ig(X) = Hiinee ^ gb)r(x)逐像素求得原始图像I在r、g、b三个通道中的最小 值，其中min操作符表示取最小值，得到灰度图像Ig ; ③ 计算Ig中对应粉尘区域的部分Lg，在Lg中求出最亮值Vmax，并求L g内大于0. 8Vmax的 像素点的灰度平均值，作为空气光参数A。
3. 根据权利要求1所述的粉尘图像恢复的切片减光方法，其特征在于所述步骤2)中的 详细步骤包括： ①沿图像I景深方向取距离Cli使得直接传输率h e (0. 2, 0. 8)，其中=i = & di+1 = Cli+ A d，A d G (20, 100)米，消光系数 3 G (〇? 〇〇5, 0? 008);
4. 根据权利要求1所述的粉尘图像恢复的切片减光方法，其特征在于所述步骤3)中的 详细步骤包括： ① 对第一张 J1实施粉尘区域检测，如果检出的粉尘区域Y1大于95%则舍弃该切片；取 下一张切片进行同样检测，直至Ji的粉尘区域Yi不大于95%，则将Ji作为第一张切片； ② 将切片图像Ji检测中的非粉尘区域Xi保留，其粉尘区域记为Yi ;对下一张切片Ji+1中与Yi区域相同的Yi+1区域再进行粉尘检测，若Ji+1中的Y i+1的粉尘区域大于95 %，则舍弃 Ji+1，重新将下一张切片记为Ji+1，并对其Yi+1区域进行粉尘检测，直到找到可以保留的切片， 记为Ji+1，将其非粉尘区域Xi+1保留，而Yi+1作为下一张切片需要进行粉尘检测的区域；重复 进行此步骤，直至达到最后一张切片图像；
的粉尘图像恢复结果J?,。
【文档编号】G06T5/00GK104361564SQ201410729517
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】王园宇, 冯秀芳, 朱晓军, 张月琴, 王星魁 申请人:太原理工大学