专利名称：一种基于变分法的图像去雾方法
技术领域：
本发明涉及图像处理，尤其是涉及一种基于变分法的图像去雾方法。
背景技术：
雾气是自然界中一种常见的天气现象。在近海和近河地区，受水汽蒸发的影响，这种常见的自然天气的发生就更为频繁。雾对自然景观能够起到很好的点缀效果，但同时也在很大程度上干扰着人们的正常生活，如影响室外监控效果、增加交通事故的发生率等。雾气对基于图像和视频的智能化设备性能的影响非常大，在有雾气的天气条件下，摄像机获取的场景图像质量较差，具体表现为对比度较低，细节模糊不清以及不同程度的颜色偏移。雾天图像的去雾算法研究对于提升基于图像和视频的智能化设备的鲁棒性和可靠性具有重大的意义广阔的应用前景以及深刻的社会价值。目前的主流去雾算法虽然在效果上令人满意，但是去雾处理时间较长，很难应用到实际当中。在此背景下，我们提出了基于变分法的快速图像去雾方法，能够在保证主观视觉效果的前提下，快速地处理有雾图像。中国专利20101013·9441.1公开一种基于暗原色的自动图像去雾方法，该方法利用暗原色先验求取传输图像，多尺度Retinex求取亮度分量图像，其处理速度慢，传输函数的下限阈值不能动态自适应调整，处理后的天空区域的存在光晕。
发明内容
本发明的目的在于提供在保证主观视觉效果的前提下，快速地处理有雾图像，获得较好的清晰化结果，满足嵌入式设备实时化处理需求的一种基于变分法的图像去雾方法。本发明包括以下步骤I)在变分框架下构造大气渗透图像的目标函数；2)根据构造出的目标函数，利用形态学中的开操作运算对图像进行计算得到大气渗透图像；3)根据大气散射物理模型，以及计算得到的大气渗透图像，对有雾图像进行去雾
复原处理。在步骤I)中，所述在变分框架下构造大气渗透图像的目标函数的具体步骤如下第一步对大气散射物理模型的方程进行归一化处理，即在各颜色空间下除去大气光照值A，大气光照值A可以认为是已知项，其值可以从输入图像直接获得，该归一化过程在R，G, B三个颜色空间下描述为M^l=j’(X，y)e {R,G,B}
AA第二步在上述R，G, B通道中选取像素值最小的值，并默认大气传播系数t (X，y)在三个颜色空间中取相同值
权利要求
1.一种基于变分法的图像去雾方法，其特征在于包括以下步骤 1)在变分框架下构造大气渗透图像的目标函数； 2)根据构造出的目标函数，利用形态学中的开操作运算对图像进行计算得到大气渗透图像； 3)根据大气散射物理模型，以及计算得到的大气渗透图像，对有雾图像进行去雾复原处理。
2.如权利要求1所述的一种基于变分法的图像去雾方法，其特征在于在步骤I)中，所述在变分框架下构造大气渗透图像的目标函数的具体步骤如下 第一步对大气散射物理模型的方程进行归一化处理，即在各颜色空间下除去大气光照值A，大气光照值A可以认为是已知项，其值可以从输入图像直接获得，该归一化过程在R, G, B三个颜色空间下描述为
3.如权利要求1所述的一种基于变分法的图像去雾方法，其特征在于在步骤2)中，所述 根据构造出的目标函数，利用形态学中的开操作运算对图像进行计算得到大气渗透图像的具体步骤如下 第一步用结构元素b对最小通道下的观测图像s进行一次灰度图像形态学腐蚀运算，得到过渡图像v v = s! b； 其中，将结构元素b选取直径为11的圆形结构元素； 第二步用结构元素b对过渡图像s进行一次灰度图像形态学膨胀运算，得到大气渗透图像v 5 b ；上述两个步骤在形态学中可以合并成一个步骤，即形态学灰度图像开操作，对最小通道下的观测图像S进行开操作运算，得到大气渗透图像V :V S O b。
4.如权利要求1所述的一种基于变分法的图像去雾方法，其特征在于在步骤3)中，所述根据大气散射物理模型，以及计算得到的大气渗透图像，对有雾图像进行去雾复原处理的具体方法为 根据计算得到的大气渗透图像V和大气渗透图像表达式l-t(x，y)计算出大气传播系数1“\7)=11(^7)，其中，(x，y)为图像中每一个像素点的坐标值；最后根据去雾复原 图像的表达式:
5.如权利要求1所述的一种基于变分法的图像去雾方法，其特征在于在步骤3)中，所述大气散射物理模型为
全文摘要
一种基于变分法的图像去雾方法，涉及图像处理。提供在保证主观视觉效果的前提下，快速地处理有雾图像，获得较好的清晰化结果，满足嵌入式设备实时化处理需求的一种基于变分法的图像去雾方法。1)在变分框架下构造大气渗透图像的目标函数；2)根据构造出的目标函数，利用形态学中的开操作运算对图像进行计算得到大气渗透图像；3)根据大气散射物理模型，以及计算得到的大气渗透图像，对有雾图像进行去雾复原处理。建立在变分法的基础上，运算简单，内存消耗量很小，能够满足嵌入式设备实时化处理的需求。
文档编号G06T5/00GK103034984SQ20131000872
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月10日 优先权日2013年1月10日
发明者丁兴号, 吴笑天, 傅雪阳, 郭伟, 金文博 申请人:厦门大学