一种图像去雾方法和装置与流程

技术特征：

1.一种图像去雾方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将待处理图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；

(2)提取待处理图像的亮度分量；

(3)对待处理图像的亮度分量进行同态滤波处理；

(4)将处理过的图像从HSV颜色空间转换到RGB颜色空间；

(5)输出处理过的图像。

2.根据权利要求1所述的一种图像去雾方法，其特征在于，还包括提取图像的亮度分量后，判断是否需要进行去雾处理的步骤；如果不需要进行去雾处理，则直接输出图像。

3.根据权利要求1所述的一种图像去雾方法，其特征在于，所述将图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间所采用的公式如下：

其中

S＝C/V,V＝max(R,G,B)，C＝max(R,G,B)-min(R,G,B)；

其中R表示图像的红色分量，G表示图像的绿色分量，B表示图像的蓝色分量，H表示图像的色度分量，S表示图像的饱和度分量，V表示图像的亮度分量，函数max(R,G,B)表示R、G、B中的最大值，min(R,G,B)表示R、G、B中的最小值。

4.根据权利要求1所述的一种图像去雾方法，其特征在于，所述对待处理图像亮度分量进行同态滤波处理的方法如下：

(1)图像的亮度分量表示为v(x,y)＝i(x,y)×r(x,y)；

其中i(x,y)为入射分量，r(x,y)为反射分量，x表示图像中的点的横向坐标，y表示图像中的点的纵向坐标；

(2)对亮度分量取对数，得到公式：

lnv(x,y)＝lni(x,y)+lnr(x,y)；

(3)对上述公式做傅里叶变换，得到亮度分量的频域表达式：

V(u,v)＝I(x,y)×R(x,y)；

(4)采用同态滤波函数H(u,v)对上述频域的表达式V(u,v)进行滤波处理，得到：

H(u,v)V(u,v)＝H(u,v)I(x,y)×H(u,v)R(x,y)；

(5)对滤波后的表达式做傅里叶逆变换，得到公式：

h_v(u,v)＝h_i(x,y)+h_r(x,y)；

(6)对傅里叶逆变后的表达式两边取指数，得到滤波后图像的表达式：

$g(x,y)=e^{h_v(u,v)}=e^{h_i(x,y)}\×e^{h_r(x,y)}.$

5.根据权利要求4所述的一种图像去雾方法，其特征在于，所述同态滤波函数H(u,v)为：

$H(u,v)=(r_H-r_L)\[1-e^{-c{\[\frac{{D_0}^n}{D^m(u,v)}\]}^2}\]+r_L$

其中m，n为动态算子，r_H为高频增益，r_L为低频增益，D₀表示截止频率，常数c取值范围[0，1]，D(u,v)表示点(u,v)到滤波中心点(u₀,v₀)的距离，其数学表达式为：

$D(u,v)=\sqrt{{(u-u_0)}^2+{(v-v_0)}^2}.$

6.根据权利要求1所述的一种图像去雾方法，其特征在于，处理过的图像从HSV颜色空间转换到RGB颜色空间采用的公式如下：

$f=\frac{H}{60}-h_i$

p＝V×(1-S)

q＝V×(1-f×S)

t＝V×(1-(1-f)×S)

$(R,G,B)=\left\{\begin{array}{c}(V,t,p),h_i=0\\ (q,V,p),h_i=1\\ (p,V,t),h_i=2\\ (p,q,V),h_i=3\\ (t,p,V),h_i=4\\ (V,p,q),h_i=5\end{array}\right.$

其中R表示图像的红色分量，G表示图像的绿色分量，B表示图像的蓝色分量，H表示图像的色度分量，S表示图像的饱和度分量，V表示图像的亮度分量，f、p、q、t为中间变量。

7.一种图像去雾装置，其特征在于，包括如下模块：

将待处理图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间的模块；

提取待处理图像的亮度分量的模块；

对待处理图像的亮度分量进行同态滤波处理的模块；

将处理过的图像从HSV颜色空间转换到RGB颜色空间的模块；

输出处理过的图像的模块。

8.根据权利要求7所述的一种图像去雾装置，其特征在于，还包括提取图像的亮度分量后判断图像是否需要进行去雾处理的模块；当判断结果为不需要进行去雾处理时，则直接执行输出图像的模块。

9.根据权利要求7所述的一种图像去雾装置，其特征在于，所述将图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间所采用的公式如下：

其中

S＝C/V,V＝max(R,G,B)，C＝max(R,G,B)-min(R,G,B)；

其中R表示图像的红色分量，G表示图像的绿色分量，B表示图像的蓝色分量，H表示图像的色度分量，S表示图像的饱和度分量，V表示图像的亮度分量，函数max(R,G,B)表示R、G、B中的最大值，min(R,G,B)表示R、G、B中的最小值；

处理过的图像从HSV颜色空间转换到RGB颜色空间采用的公式如下：

$f=\frac{H}{60}-h_i$

p＝V×(1-S)

q＝V×(1-f×S)

t＝V×(1-(1-f)×S)

$(R,G,B)=\left\{\begin{array}{c}(V,t,p),h_i=0\\ (q,V,p),h_i=1\\ (p,V,t),h_i=2\\ (p,q,V),h_i=3\\ (t,p,V),h_i=4\\ (V,p,q),h_i=5\end{array}\right.$

其中f、p、q、t为中间变量。

10.根据权利要求7所述的一种图像去雾装置，其特征在于，所述对待处理图像亮度分量进行同态滤波处理的模块包括如下单元：

图像的亮度分量表示为v(x,y)＝i(x,y)×r(x,y)的单元；

其中i(x,y)为入射分量，r(x,y)为反射分量，x表示图像中的点的横向坐标，y表示图像中的点的纵向坐标；

对亮度分量取对数，得到公式lnv(x,y)＝lni(x,y)+lnr(x,y)的单元；

对上述公式做傅里叶变换，得到亮度分量的频域表达式V(u,v)＝I(x,y)×R(x,y)的单元；

采用同态滤波函数H(u,v)对上述频域的表达式V(u,v)进行滤波处理，得到H(u,v)V(u,v)＝H(u,v)I(x,y)×H(u,v)R(x,y)的单元；

对滤波后的表达式做傅里叶逆变换，得到公式h_v(u,v)＝h_i(x,y)+h_r(x,y)的单元；

对傅里叶逆变后的表达式两边取指数，得到滤波后图像的表达式的单元；

所述同态滤波函数H(u,v)为：

$H(u,v)=(r_H-r_L)\[1-e^{-c{\[\frac{{D_0}^n}{D^m(u,v)}\]}^2}\]+r_L$

其中m，n为动态算子，r_H为高频增益，r_L为低频增益，D₀表示截止频率，常数c取值范围[0，1]，D(u,v)表示点(u,v)到滤波中心点(u₀,v₀)的距离，其数学表达式为：

$D(u,v)=\sqrt{{(u-u_0)}^2+{(v-v_0)}^2}.$