一种基于变分Retinex的单幅图像去雾方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种基于变分Retinex的单幅图像去雾方法及装置，所述方法包括以下步骤：步骤S1：将数字图像由RGB色彩空间变换到HSI色彩空间，得到由色度分量、饱和度分量及亮度分量组成的HSI空间数字图像；步骤S2：对所述HSI空间数字图像中的亮度分量计算变分Retinex，得到亮度图像；步骤S3：将所述亮度图像由HSI色彩空间变换到RGB色彩空间，得到变分后的RGB空间数字图像；步骤S4：在RGB色彩空间对所述RGB空间数字图像进行基于直方图非线性变化增强图像对比度。本发明基于变分Retinex的单幅图像去雾方法及装置能有效消除数字图像中原来存在的薄雾遮挡，提高了图像再现质量。
【专利说明】—种基于变分Retinex的单幅图像去雾方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字图像处理【技术领域】，特别涉及一种基于变分Retinex的单幅图像去雾方法及装置。
【背景技术】
[0002]数字图像处理是现代计算机应用科学的重要技术，其广泛应用于军事、工业、数字消费娱乐等领域中。
[0003]目前，对于广泛在安防和监控等系统中使用的光学信息系统，其面临的复杂环境主要包括:(I)复杂气象环境，如雾霭云雨等；(2)复杂光照环境。对于安防监控与机器视觉产品，获取图像的质量成为信息感知的关键。
[0004]因此，提高安防监视系统的质量，提升产品的直观性、准确性和可靠性，从而保障图像处理，图像分析，机器视觉，行为分析等所需要的在复杂环境下的产品的识别率等，具有很重要的实际应用需求的意义。同时，图像真实再现的核心技术还可以扩展到水下监控，交通物流，消费类产品领域，车载安全系统及医学图像获取领域，具有显著的经济效益和社会效益。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提出一种能有效去除消除数字图像中原来存在的薄雾遮挡，提高图像再现质量的基于变分Retinex的单幅图像去雾方法及装置保护装置。
[0006]为达到上述目的，本发明提出了一种基于变分Retinex的单幅图像去雾方法，所述方法包括以下步骤:
[0007]步骤S1:将数字图像由RGB色彩空间变换到HSI色彩空间，得到由色度分量、饱和度分量及亮度分量组成的HSI空间数字图像；
[0008]步骤S2:对所述HSI空间数字图像中的亮度分量计算变分Retinex，得到亮度图像；
[0009]步骤S3:将所述亮度图像由HSI色彩空间变换到RGB色彩空间，得到变分后的RGB空间数字图像；
[0010]步骤S4:在RGB色彩空间对所述RGB空间数字图像进行基于直方图非线性变化增强图像对比度。
[0011]进一步,在所述的基于变分Retinex的单幅图像去雾方法中，所述步骤SI中，从RGB色彩空间变换到HSI色彩空间，对应的色度分量H、饱和度分量S、亮度分量I根据以下公式计算得到:
[0012]
【权利要求】
1.一种基于变分Retinex的单幅图像去雾方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 步骤S1:将数字图像由RGB色彩空间变换到HSI色彩空间，得到由色度分量、饱和度分量及亮度分量组成的HSI空间数字图像； 步骤S2:对所述HSI空间数字图像中的亮度分量计算变分Retinex，得到亮度图像；步骤S3:将所述亮度图像由HSI色彩空间变换到RGB色彩空间，得到变分后的RGB空间数字图像； 步骤S4:在RGB色彩空间对所述RGB空间数字图像进行基于直方图非线性变化增强图像对比度。
2.根据权利要求1所述的基于变分Retinex的单幅图像去雾方法
3.根据权利要求2所述的基于变分Retinex的单幅图像去雾方法，其特征在于，所述步骤S2中，对亮度分量计算变分Retinex的数学表达式为
4.根据权利要求2所述的基于变分Retinex的单幅图像去雾方法，其特征在于，所述步骤S3中，将所述亮度图像由RGB色彩空间变换到HSI色彩空间中对应的R分量、G分量及B分量分别根据以下公式计算得到:
5.根据权利要求4所述的基于变分Retinex的单幅图像去雾方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括:步骤S401:对分段后的所述RGB空间数字图像直方图的背景段及目标段按灰度分布非均匀插值； 步骤S402:分别对所述RGB空间数字图像直方图按插值点均匀化，得到灰度轴均匀化的数字图像直方图。
6.根据权利要求5所述的基于变分Retinex的单幅图像去雾方法，其特征在于，所述步骤S401中所述非均匀插值的步骤包括: 将目标段nl、背景段n2均匀分层的灰度轴不均匀拉伸为目标段ql分层，背景段q2分层的过程(ql > nl, q2 > n2)； 目标段的灰度范围为fo~fnl，相应的灰度分布值为P,。~Pf,'，目标段直方图的灰度轴被均匀划分为nl等份，则直方图包络曲线下的总面积为:
7.根据权利要求6所述的基于变分Retinex的单幅图像去雾方法，其特征在于，所述灰度轴均匀化的数字图像直方图的公式为:
8.一种基于变分Retinex的单幅图像去雾装置，其特征在于，所述装置包括: HSI色彩空间变换单元，用于将数字图像由RGB色彩空间变换到HSI色彩空间，得到由色度分量、饱和度分量及亮度分量组成的HSI空间数字图像； 变分Retinex处理单元，用于对所述HSI空间数字图像中的亮度分量计算变分Retinex，得到亮度图像； RGB色彩空间变换单元，用于将所述亮度图像由HSI色彩空间变换到RGB色彩空间，得到变分后的RGB空间数字图像； 图像对比度增强单元，用于在RGB色彩空间对所述RGB空间数字图像进行基于直方图非线性变化增强图像对比度。
9.根据权利要求8所述的基于变分Retinex的单幅图像去雾装置，其特征在于，所述图像对比度增强单元进一步包括: 非均匀插值子单元，用于对分段后的所述RGB空间数字图像直方图的背景段及目标段按灰度分布非均匀插值； 灰度均匀化子单元，用于分别对所述RGB空间数字图像直方图按插值点均匀化，得到灰度轴均匀化的数字图像直方图。
【文档编号】G06T5/00GK103632339SQ201210298976
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月21日 优先权日:2012年8月21日
【发明者】张晓光 申请人:张晓光