专利名称：基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法
技术领域：
本发明涉及一种基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法。
背景技术：
在计算机视觉领域，对有雾场景下图像的清晰化处理是一个重要的问题，它对于后续的操作(如目视解译以及计算机视觉分析)来说至关重要。在可见光成像范围内，由于受到大气中雾、尘埃等微粒的影响，随着传输距离的增加，物体反射后到达相机感光片的光线很微弱，使得成像模糊不清，尤其是在大雾天气下，能见度很低，大雾天气下拍摄的图像雾霾情况更加严重。因此，需要通过去雾手段恢复出成像微弱的细节部分，具有重大的现实意义。目前，在计算机视觉领域，对雾霾图像/视频的雾天清晰化处理方法大致分为两种:一种是通过提高对比度的增强方法，一种是基于物理模型的图像复原方法。由于通过提高对比度的增强方法是一种相·对手段，尽管提高了图像清晰度，但是可能会丢失图像部分细节、颜色失真等。基于物理模型的图像复原技术从雾的产生机理出发去除图像中的雾霾影响，得到的图像具有无雾场景的真实感，如暗通道先验去雾技术，它是一种简单实用的去雾方法，但原算法计算复杂度高，运算速度慢，因而不容易硬件实现。雾霾天气条件下单色大气散射模型可以用下式表示:I(x)=J(x)t(x)+A(l_t(x))。其中，I(x)表示观察到的亮度即观察到的图像，J(x)表示场景辐射亮度，也就是需要恢复的无雾图像，A表示整体大气光值，t(x)表示介质传输率，用以描述未经散射而直接到达传感器的福射亮度。J(x)t(x)叫做直接衰减项(direct attenuation),用以描述场景福射亮度及其在介质中的衰减，可以看出场景福射亮度是以场景深度d为幂的指数衰减函数;A(l-t(x))叫做大气散射光(airlight)，它造成场景的模糊和颜色的偏移失真。从几何学角度讲，方程I (X) =J (X) t (X) +A (1-t (X))意味着向量I (X)、J (X)和A在RGB彩色空间中是共面的，它们的终点在同一条直线上，因此，介质传输率t是两截线段之比:
权利要求
1.基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，当大气同质时，雾霾天气条件下单色大气散射模型用下式表示:I(x) = J(x)t(x)+A(l-t(x)) 其中，I(X)表示观察到的图像亮度，J(X)表示无雾图像的场景辐射亮度，A表示整体大气光值，t (x)表不介质传输率； J(x)t(x)为直接衰减项，用以描述场景辐射亮度及其在介质中的衰减； A(l-t(x))为大气散射光，造成场景的模糊和颜色的偏移失真； 其特征在于:所述的估算与优化方法包括一个传输率估算的步骤和一个传输率快速高斯滤波器优化的步骤: 所述的传输率估算的步骤包括以下步骤: 511:对三个通道的雾霾成像方程I(X) =J(x)t(x)+A(l-t(x))进行最小化操作得到最小值亮度图； 512:对最小值亮度图每个像素点的矩形邻域取最小值操作得到暗通道图像； 513:选取暗通道中0.1%个像素最大灰度值的均值作为大气光值； 514:根据暗通道图像计算得到传输图像:
2.根据权利要求1所述的基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，其特征在于:所述的前向一维滤波结果: w [n] = Bin [η] + ^1W [n-1] +b2w [n_2] +b3w [n_3]) /b0 ； 其中，w[n]表示进行前向一维滤波之后得到的像素值，in [η]表示图像η点的像素值，w[n-l]表示η点的前向一维滤波得到的上一个像素值，w[n-2]表示n_l点的前向一维滤波得到的上一个像素值;w[n-3]表示n-2点的前向一维滤波得到的上一个像素值。
3.根据权利要求1所述的基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，其特征在于:所述的后向一维滤波结果: out [n] = Bw [η] + (t^out [n+1] +b2out [n+2] +b3out [n+3]) /b0 ； 其中，out[n]表示经过后向一维滤波后得到的像素值，w[n]表示进行前向一维滤波之后得到的像素值，out [n+1]表示η点的后向一维滤波得到的下一个像素值，out [n+2]表示n+1点的后向一维滤波得到的下一个像素值，out [n+3]表示n+2点的后向一维滤波得到的下一个像素值。
4.根据权利要求2或3所述的基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，其特征在于:所述的Ivbplvb3表示计算得到的系数:b0 = 1.57825+ (2.44413q) + (1.4281q2) + (0.422205q3)，bi = (2.44413q) + (2.85619q2) + (1.26661q3)，b2 = -((1.4281q2) + (l.26661q3))，b3 = 0.422205q3; 其中，q表示递归参数。
5.根据权利要求4所述的基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，其特征在于:所述的q表示递归参数:
全文摘要
本发明公开了一种基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，包括传输率的估算和传输率的快速高斯滤波器优化；整个去雾流程包括在每个像素点的三个颜色值中取最小值得到最小值亮度图；在最小值亮度图像中求取每个像素点邻域最小值得到暗通道图像；选取暗通道中0.1%个最大灰度值像素的均值作为大气光值；根据暗通道图像计算传输图像；采用快速高斯滤波器细化传输图；带入雾化成像模型恢复无雾场景。本发明采用递归高斯滤波方法优化传输率，优化结果良好，且容易采用可编程逻辑器件的快速实现。
文档编号G06T5/00GK103226816SQ20131012364
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者刘军, 肖然, 何琦, 宋博 申请人:成都国腾电子技术股份有限公司