图像去雾的方法和设备的制造方法

图像去雾的方法和设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种图像去雾的方法和设备，其中，该方法包括：获取待处理的含雾图像的大气光估计值和该含雾图像中各个像素的位置信息；根据该位置信息得到该含雾图像中各个像素的去雾权重；获取该各个去雾权重对应的透射率值；基于该大气光估计值和该含雾图像中该各个去雾权重对应的透射率值对该含雾图像中该各个像素进行去雾处理，得到去雾图像。通过本发明，实现了对图像去雾效果的局部调节，提高了整体的图像去雾效果，从而解决了上述图像去雾不精确的问题。
【专利说明】
图像去雾的方法和设备
技术领域
[0001] 本发明涉及图像处理领域，具体而言，涉及一种图像去雾的方法和设备。
【背景技术】
[0002] 成像设备（如摄像机或者照相机）在获取图像的过程中，由于大气中水滴等粒子 较多，随着物体到成像设备距离的增大，大气粒子的散射作用对成像的影响逐渐增加，这种 影响主要由两个散射过程造成：1、物体表面的反射光在到达成像设备的过程中，由于大气 粒子的散射而发生衰减；2、自然光因大气粒子的散射而进入成像设备参与成像，他们的共 同作用导致采集的图像的对比度和饱和度较低且色调偏移，不仅影响图像的视觉效果，而 且影响图像的分析和理解的性能，因此，在实际应用中，为了保证图像的清晰度和真实感， 则需要对图像进行去雾处理。
[0003] 现有技术中，通常采用双色大气散射模型对图像进行去雾处理，在去雾过程中，需 要计算透射率的估计值，从而引入一个全局的权重，且该权重一般取0.95,用来防止对图像 去雾程度过大造成的图像质量下降。但是，由于该权重的全局性，使得在某些需要加大去雾 程度的地方降低了去雾程度，造成图像质量下降，去雾不精确的问题。
[0004] 针对现有技术中图像去雾不精确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

【发明内容】

[0005] 本发明实施例提供一种图像去雾的方法和设备，以解决上述图像去雾不精确的问 题。
[0006] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种图像去雾的方法，该方法 包括：
[0007] 获取待处理的含雾图像的大气光估计值和所述含雾图像中各个像素的位置信息； 根据所述位置信息得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重；获取所述各个去雾权重对应 的透射率值；基于所述大气光估计值和所述含雾图像中所述各个去雾权重对应的透射率值 对所述含雾图像中所述各个像素进行去雾处理，得到去雾图像。
[0008] 可选地，所述根据所述位置信息得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重包括：
[0009] 获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参数，并根据所述去雾参数得到所述含 雾图像中各个像素的去雾权重，获取所述各个像素的位置信息对应的景深，并根据所述景 深得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重；或者，获取所述各个像素的位置信息对应的 去雾参数和景深，并根据所述去雾参数和所述景深得到所述含雾图像中各个像素的去雾权 重。
[0010] 可选地，在得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重前，所述方法还包括：接收由 外部输入的第一权重调整范围；根据所述去雾参数和/或所述景深，以及所述第一权重调 整范围得到所述去雾权重，其中，所述去雾权重包含在所述第一权重调节范围内。
[0011] 可选地，所述根据所述去雾参数和/或所述景深，以及所述权重调整范围得到所 述去雾权重包括：根据所述去雾参数和/或所述景深得到所述去雾权重；在确定所述去雾 权重不在所述第一权重调整范围内时，将所述去雾权重调整至所述第一权重调整范围内。
[0012] 可选地，在得到去雾图像后，所述方法还包括：获取所述去雾图像的图像对比度；
[0013] 在确定所述图像对比度不在预设对比度范围内时，获取第二权重调整范围；继续 根据所述位置信息得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重；在确定所述去雾权重不在所 述第二权重调整范围内时，将所述去雾权重调整至所述第二权重调整范围内。
[0014] 根据本发明的另一方面，提供了一种图像去雾方法，该方法包括：获取待处理的含 雾图像，并获取所述含雾图像中各个像素的去雾权重，其中，所述去雾权重与所述各个像素 的位置信息对应；接收由外部输入的权重调整范围；根据所述去雾权重和所述权重调整范 围对所述含雾图像进行去雾处理，得到去雾图像。
[0015] 可选地，所述获取所述含雾图像中各个像素的去雾权重包括：
[0016] 获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参数，并根据所述去雾参数得到所述含 雾图像中各个像素的去雾权重；或者，获取所述各个像素的位置信息对应的景深，并根据所 述景深得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重；或者，获取所述各个像素的位置信息对 应的去雾参数和景深，并根据所述去雾参数和所述景深得到所述含雾图像中各个像素的去 雾权重。
[0017] 可选地，所述根据所述去雾权重和所述权重调整范围对所述含雾图像进行去雾处 理包括：在确定所述去雾权重不在所述权重调整范围内时，将所述去雾权重调整至所述权 重调整范围内，并根据所述去雾权重对所述含雾图像进行去雾处理。
[0018] 根据本发明的另一方面，提供了一种图像去雾设备，该设备包括：第一获取单元， 用于获取待处理的含雾图像的大气光估计值和所述含雾图像中各个像素的位置信息；第一 处理单元，用于根据所述第一获取单元获取的所述位置信息得到所述含雾图像中各个像素 的去雾权重；第二获取单元，用于获取所述各个去雾权重对应的透射率值；第二处理单元， 用于基于所述第一获取单元获取的大气光估计值和所述第二获取单元获取的所述含雾图 像中所述各个去雾权重对应的透射率值对所述含雾图像中所述各个像素进行去雾处理，得 到去雾图像。
[0019] 可选地，所述第一处理单元包括：第一获取子单元，用于获取所述各个像素的位 置信息对应的去雾参数；第一处理子单元，用于根据所述第一获取子单元获取的所述去雾 参数得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重，其中，所述各个像素的去雾参数用于描述 对应像素的去雾强度；以及，第二获取子单元，用于获取所述各个像素的位置信息对应的景 深；第二处理子单元，用于根据所述第二获取子单元获取的景深得到所述含雾图像中各个 像素的去雾权重；以及，第三获取子单元，用于获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参 数和景深；第三处理子单元，用于根据所述第三获取子单元获取的去雾参数和所述景深得 到所述含雾图像中各个像素的去雾权重。
[0020] 可选地，所述图像去雾设备还包括：
[0021] 第一接收单元，用于接收由外部输入的第一权重调整范围；第三处理单元，用于根 据所述去雾参数和/或所述景深，以及所述第一接收单元接收的第一权重调整范围得到所 述去雾权重，其中所述去雾权重包含在所述第一权重调节范围内。
[0022] 可选地，所述第三处理单元包括：第四处理子单元，用于根据所述去雾参数和/或 所述景深得到所述去雾权重；调整子单元，用于在确定所述第四处理子单元得到的去雾权 重不在所述第一权重调整范围内时，将所述去雾权重调整至所述第一权重调整范围内。
[0023] 可选地，所述设备还包括：第四获取单元，用于在所述第二处理单元得到去雾图像 后，获取所述去雾图像的图像对比度，并在确定所述图像对比度不在预设对比度范围内时， 获取第二权重调整范围；第四处理单元，用于根据所述位置信息得到所述含雾图像中各个 像素的去雾权重，并在确定所述去雾权重不在所述第四获取单兀获取的第二权重调整范围 内时，将所述去雾权重调整至所述第二权重调整范围内。
[0024] 根据本发明的另一方面，提供了一种图像去雾设备，该设备包括：第五获取单元， 用于获取待处理的含雾图像，并获取所述含雾图像中各个像素的去雾权重，其中，所述去雾 权重与所述各个像素的位置信息对应；第二接收单元，用于接收外部输入的权重调整范围； 第五处理单元，用于根据所述第五获取单元获取的去雾权重和所述第二接收单元接收的权 重调整范围对所述含雾图像进行去雾处理，得到去雾图像。
[0025] 可选地，所述第五获取单元包括：第五获取子单元，用于获取所述各个像素的位置 信息对应的去雾参数；第五处理子单元，用于根据所述第五获取子单元获取的去雾参数得 到所述含雾图像中各个像素的去雾权重；以及，第六获取子单元，用于获取所述各个像素的 位置信息对应的景深；第六处理子单元，用于根据所述第六获取子单元获取的景深得到所 述含雾图像中各个像素的去雾权重；以及，第七获取子单元，用于获取所述各个像素的位置 信息对应的去雾参数和景深；第七处理子单元，用于根据所述第七获取子单元获取的去雾 参数和所述景深得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重。
[0026] 可选地，所述第五处理单元，用于在确定所述去雾权重不在所述权重调整范围内 时，将所述去雾权重调整至所述权重调整范围内，并根据所述去雾权重对所述含雾图像进 行去雾处理。
[0027] 采用本发明，根据获取的含雾图像中各个像素的去雾参数确定该含雾图像中各个 像素的去雾权重，并获取该各个去雾权重对应的透射率值，基于该大气光估计值和该含雾 图像中该各个去雾权重对应的透射率值对该含雾图像中各个像素进行去雾处理，得到去雾 图像，从而自适应的根据含雾图像的像素生成对应的权重值，实现了对图像去雾效果的局 部调节，提高了整体的图像去雾效果，从而解决了上述图像去雾不精确的问题。
【附图说明】
[0028] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0029] 图1是根据本发明实施例的一种图像去雾方法的流程图；
[0030] 图2是根据本发明实施例的另一种图像去雾方法的流程图；
[0031] 图3是根据本发明实施例的第三种图像去雾方法的流程图；
[0032] 图4是根据本发明实施例的一种图像去雾设备的结构示意图；
[0033] 图5是根据本发明实施例的另一种图像去雾设备的结构示意图；
[0034] 图6是根据本发明实施例的第三种图像去雾设备的结构示意图；
[0035] 图7是根据本发明实施例的第四种图像去雾设备的结构示意图；
[0036] 图8是根据本发明实施例的第五种图像去雾设备的结构示意图；
[0037] 图9是根据本发明实施例的第六种图像去雾设备的结构示意图；
[0038] 图10是根据本发明实施例的第七种图像去雾设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0039] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范 围。
[0040] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或 描述的那些以外的顺序实施。此外，术语"包括"和"具有"以及他们的任何变形，意图在于 覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限 于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产 品或设备固有的其它步骤或单元。
[0041] 图1是根据本发明实施例的一种图像去雾的方法的流程图，如图1所示，本发明实 施例的执行主体可以是图像去雾设备，该方法包括如下步骤：
[0042] 步骤S102,获取待处理的含雾图像的大气光估计值和该含雾图像中各个像素的位 置信息。
[0043] 其中，该位置信息可以是该含雾图像的像素 X的空间坐标。
[0044] 需要说明的是，对于获取大气光估计值，在本发明一种可能的实现方式中，可以将 含雾图像中最亮区域的值作为大气光估计值；在本发明另一种可能的实现方式中是采用迭 代估计的思想，将含雾图像等分为四个独立的子图像块，分别计算四个子图像块的均值和 方差，从中选取均值最大，方差最小的块作为最优子块。然后，继续将每个子图像块进行划 分，并计算划分后的图像块的均值和方差，从中选取均值最大，方差最小的块，直至选取的 最优子块的大小小于阈值时结束，此时再挑选最优子块中与纯白点最接近的区域的均值作 为大气光估计值，需要说明的是，上述划分成四个子图像块只是举例说明，也可以将一个图 像块等分为其他数目（如6个）的子图像块，本发明对此不作限定。
[0045] 上述获取大气光估计值和去雾参数的实现方式只是举例说明，本发明对此不作限 定，其他任何能够得到大气光估计值和去雾参数的实现方式都应落入本发明的保护范围之 内。
[0046] 步骤S104,根据该位置信息得到该含雾图像中各个像素的去雾权重。
[0047] 具体地，该步骤S104包括三种实现方式：
[0048] 方式一：获取该各个像素的位置信息对应的去雾参数，并根据该去雾参数得到该 含雾图像中各个像素的去雾权重。
[0049] 其中，该各个像素的去雾参数用于描述对应像素的去雾强度；对于去雾参数的获 取则可以采用暗通道方法或者求解优化问题法得到，由于对去雾参数的获取是本领域常规 的技术手段，因此此处不再赘述了。
[0050] 图像去雾设备可以预先建立去雾权重与去雾参数的函数关系，该函数关系可以是 任意函数，例如线性函数。
[0051] 方式二：获取该各个像素的位置信息对应的景深，并根据该景深得到该含雾图像 中各个像素的去雾权重。
[0052] 图像去雾设备可以预先建立去雾权重与景深的函数关系，该函数关系可以是任意 函数，例如线性函数。
[0053] 其中，上述景深可以根据获取的焦距得到，例如该焦距可以是由用户通过设置在 成像设备上的人机交互界面输入得到的，另外，也可以从获取的含雾图像中获取景深，如可 以用双目相机来得到景深或者采用学习的方法从该含雾图像中获得景深，本发明对此不作 限定。
[0054] 方式三：获取该各个像素的位置信息对应的去雾参数和景深，并根据该去雾参数 和该景深得到该含雾图像中各个像素的去雾权重。
[0055] 其中，图像去雾设备可以根据该去雾参数和该景深通过预设的权重参数函数得到 该含雾图像中各个像素的去雾权重，上述预设权重参数函数可以是任意函数，例如该预设 权重参数函数可以是线性函数，本发明对此不作限定。
[0056] 可选地，通过该预设权重参数函数：w(x) = g(0 (X)，λ (X))计算该含雾图像中 该各个像素的去雾权重，其中，X为该含雾图像中像素 X的空间坐标，w(x)为该像素 X的去 雾权重，该w(x)的值包含在预设权重范围内，Θ (X)为该含雾图像中像素 X的去雾参数，该 g(9 (X)，λ (X))为根据该像素 X的去雾参数获得的函数模型，λ (X)为该景深，该函数模型 包括线性函数模型，这样，对于方式三，在去雾的过程中，进一步引入景深对图像去雾的影 响，从而获得更加精确地去雾效果。
[0057] 步骤S106,获取该各个去雾权重对应的透射率值。
[0058] 其中，该透射率值可以通过公式：t(x) = l-w(x)* θ (X)得到，其中，X为该含雾图 像的像素 X的空间坐标，t(x)为该像素 X的透射率值，w(x)为该像素 X的去雾权重，Θ (X) 为该像素 X对应的含雾参数，通过上述公式得到的透射率值t (X)包含在预设透射率范围 内，如在[0, 1]内。
[0059] 步骤S108,基于该大气光估计值和该含雾图像中该各个去雾权重对应的透射率值 对该含雾图像中该各个像素进行去雾处理，得到去雾图像。
[0060] 其中，可以通过双色大气散射模型对该含雾图像中该各个像素进行去雾处理，该 双色大气散射模型为：
[0061]
[0062] 其中，X为该含雾图像中像素的空间坐标，J(x)为去雾图像的像素 X对应的表达 式，I(x)为含雾图像的像素 X对应的表达式，t(x)为该像素 X的透射率值，A为该大气光估 计值。
[0063] 采用本发明，根据获取的含雾图像中各个像素的去雾参数确定该含雾图像中各个 像素的去雾权重，并获取该各个去雾权重对应的透射率值，基于该大气光估计值和该含雾 图像中该各个去雾权重对应的透射率值对该含雾图像中该各个像素进行去雾处理，得到去 雾图像。在上述实施例中，对应不同的像素使用不同的透射率值，而不是对于整幅图像均采 用一个透射率值进行去雾处理，从而自适应的根据含雾图像的像素生成对应的权重值，实 现了对图像去雾效果的局部调节，提高了整体的图像去雾效果，从而解决了上述图像去雾 不精确的问题。
[0064] 可选地，在得到该含雾图像中各个像素的去雾权重前，接收由外部输入的第一权 重调整范围，并根据该去雾参数和/或该景深，以及该第一权重调整范围得到该去雾权重， 其中，该去雾权重包含在该第一权重调节范围内。
[0065] 具体地，根据该去雾参数和/或该景深得到该去雾权重，并在确定该去雾权重不 在该第一权重调整范围内时，将该去雾权重调整至该第一权重调整范围内。
[0066] 其中，上述第一权重调整范围可以由用户通过设置在成像设备上的人机交互界面 输入权重调整范围的上限值和下限值得到的，在本发明一种可能的实现方式中，在获取到 用户输入的第一权重调整范围的上限值和下限值后，可以将该第一预设权重调整范围归一 化至预设权重范围内，例如，可以将该第一预设权重调整范围归一化至[0，1]区间内。
[0067] 另外，上述将该去雾权重调整至该第一权重调整范围内可以通过将该去雾权重调 整至该第一权重调整范围最近的值，例如，预设权重范围为[0，1]，归一化后的第一预设权 重调整范围为[0. 2,0. 8]，若得到的去雾权重为0. 1，则将该去雾权重调整为0. 2,如得到的 去雾权重为〇. 9,则将该去雾权重调整为0. 8。这样，可以通过用户对图像去雾效果的主观 感受进一步实现对图像去雾效果的控制，提升了用户体验。
[0068] 可选地，在得到去雾图像后，获取该去雾图像的图像对比度；在确定该图像对比度 不在预设对比度范围内时，获取第二权重调整范围，并继续根据该位置信息得到该含雾图 像中各个像素的去雾权重；在确定该去雾权重不在该第二权重调整范围内时，将该去雾权 重调整至该第二权重调整范围内。
[0069] 需要说明的是，在得到去雾图像后，若该去雾图像的图像对比度不在预设对比度 范围内，则确定该图像去雾的效果并不符合预设效果，此时，需要重新获取权重调整范围 (即第二权重调整范围），以便进一步对该图像进行去雾处理，示例地，当该去雾图像的图 像对比度不在预设对比度范围内时，则可以通过设置在成像设备上的人机交互界面提示用 户重新输入权重调整范围的上限值和下限值，并根据用户输入的上述信息继续对该图像进 行去雾处理，直至得到的去雾图像的图像对比度在预设范围内。
[0070] 另外，用户也可以通过主观判断（如通过眼睛观察）确定该去雾图像的去雾效果 不理想，此时，用户可以通过人机交互界面触发重新输入权重调整范围的上限值和下限值 的界面或输入框（例如可以在接收到重新输入指令后，触发重新输入权重调整范围的上限 值和下限值的界面或输入框），并通过该界面重新输入权重调整范围的上限值和下限值，并 根据用户输入的上述信息继续对该图像进行去雾处理。
[0071] 采用本发明，根据获取的含雾图像中各个像素的去雾参数确定该含雾图像中各个 像素的去雾权重，并获取该各个去雾权重对应的透射率值，基于该大气光估计值和该含雾 图像中该各个去雾权重对应的透射率值对该含雾图像中各个像素进行去雾处理，得到去雾 图像，从而自适应的根据含雾图像的像素生成对应的权重值，实现了对图像去雾效果的局 部调节，提高了整体的图像去雾效果，从而解决了上述图像去雾不精确的问题。
[0072] 图2是根据本发明实施例的一种图像去雾的方法的流程图，如图2所示，本发明实 施例的执行主体可以为图像去雾设备，该方法包括如下步骤：
[0073] 步骤S202、获取待处理的含雾图像，并获取该含雾图像中各个像素的去雾权重。
[0074] 其中，该去雾权重与该各个像素的位置信息对应。
[0075] 具体地，该步骤S202可以包括以下三种方式：
[0076] 方式一：获取该各个像素的位置信息对应的去雾参数，并根据该去雾参数得到该 含雾图像中各个像素的去雾权重。
[0077] 其中，该各个像素的去雾参数用于描述对应像素的去雾强度；对于去雾参数的获 取则可以采用暗通道方法或者求解优化问题法得到，由于对去雾参数的获取是本领域常规 的技术手段，因此此处不再赘述了。
[0078] 图像去雾设备可以预先建立去雾权重与去雾参数的函数关系，该函数关系可以是 任意函数，例如线性函数。
[0079] 方式二：获取该各个像素的位置信息对应的景深，并根据该景深得到该含雾图像 中各个像素的去雾权重。
[0080] 图像去雾设备可以预先建立去雾权重与景深的函数关系，该函数关系可以是任意 函数，例如线性函数。
[0081] 其中，上述景深可以根据获取的焦距得到，例如该焦距可以是由用户通过设置在 成像设备上的人机交互界面输入得到的，另外，也可以从获取的含雾图像中获取景深，如可 以用双目相机来得到景深或者采用学习的方法从该含雾图像中获得景深，本发明对此不作 限定。
[0082] 方式三：获取该各个像素的位置信息对应的去雾参数和景深，并根据该去雾参数 和该景深得到该含雾图像中各个像素的去雾权重。
[0083] 其中，图像去雾设备可以根据该去雾参数和该景深通过预设的权重参数函数得到 该含雾图像中各个像素的去雾权重，上述预设权重参数函数可以是任意函数，例如该预设 权重参数函数可以是线性函数，本发明对此不作限定。
[0084] 可选地，通过该预设权重参数函数：w(x) = g( Θ (X)，λ (X))计算该含雾图像中 该各个像素的去雾权重，其中，X为该含雾图像中像素 X的空间坐标，w(x)为该像素 X的去 雾权重，该w(x)的值包含在预设权重范围内，Θ (X)为该含雾图像中像素 X的去雾参数，该 g(9 (X)，λ (X))为根据该像素 X的去雾参数获得的函数模型，λ (X)为该景深，该函数模型 包括线性函数模型，这样，对于方式三，在去雾的过程中，进一步引入景深对图像去雾的影 响，从而获得更加精确地去雾效果。
[0085] 步骤S204、接收外部输入的权重调整范围。
[0086] 其中，上述权重调整范围可以由用户通过设置在成像设备上的人机交互界面输入 权重调整范围的上限值和下限值得到的。
[0087] 步骤S206、根据该去雾权重和该权重调整范围对该含雾图像进行去雾处理，得到 去雾图像。
[0088] 可选地，在确定该去雾权重不在该权重调整范围内时，将该去雾权重调整至该权 重调整范围内，并根据该去雾权重对该含雾图像进行去雾处理。
[0089] 在本发明一种可能的实现方式中，在获取到用户输入的权重调整范围的上限值和 下限值后，可以将该第一预设权重调整范围归一化至预设权重范围内，例如，可以将该第一 预设权重调整范围归一化至[0，1]区间内。
[0090] 另外，上述将该去雾权重调整至该第一权重调整范围内可以通过将该去雾权重调 整至该第一权重调整范围最近的值，例如，预设权重范围为[0，1]，归一化后的第一预设权 重调整范围为[0. 2,0. 8]，若得到的去雾权重为0. 1，则将该去雾权重调整为0. 2,如得到的 去雾权重为〇. 9,则将该去雾权重调整为0. 8。
[0091] 采用本发明，根据获取的含雾图像以及该含雾图像中各个像素的去雾权重以及外 部输入的权重调整范围，对该含雾图像中各个像素进行去雾处理，得到去雾图像，从而自适 应的根据含雾图像的像素生成对应的权重值，实现了对图像去雾效果的局部调节，提高了 整体的图像去雾效果，从而解决了上述图像去雾不精确的问题。
[0092] 图3是根据本发明实施例的一种图像去雾的方法的流程图，如图2所示，本发明实 施例是以图像去雾设备获取去雾参数和景深，并根据去雾参数和景深得到去雾权重为例进 行说明的，该方法包括如下步骤：
[0093] 步骤S301，图像去雾设备获取待处理的含雾图像的大气光估计值和该含雾图像中 各个像素的去雾参数。
[0094] 其中，该各个像素的去雾参数用于描述对应像素的去雾强度。
[0095] 需要说明的是，对于获取大气光估计值，在本发明一种可能的实现方式中，可以将 含雾图像中最亮区域的值作为大气光估计值；在本发明另一种可能的实现方式中是采用迭 代估计的思想，将含雾图像等分为四个独立的子图像块，分别计算四个子图像块的均值和 方差，从中选取均值最大，方差最小的块作为最优子块，然后，继续将每个子图像块进行划 分，并计算划分后的图像块的均值和方差，从中选取均值最大，方差最小的块，直至选取的 最优子块的大小小于阈值时结束，此时再挑选最优子块中与纯白点最接近的区域的均值作 为大气光估计值，需要说明的是，上述划分成四个子图像块只是举例说明，也可以将一个图 像块等分为其他数目（如6个）的子图像块，本发明对此不作限定。
[0096] 对于去雾参数的获取则可以采用暗通道方法或者求解优化问题法得到，由于对去 雾参数的获取是本领域常规的技术手段，因此此处不再赘述了。
[0097] 上述获取大气光估计值和去雾参数的实现方式只是举例说明，本发明对此不作限 定，其他任何能够得到大气光估计值和去雾参数的实现方式都应落入本发明的保护范围之 内。
[0098] 步骤S302,图像去雾设备获取成像设备生成该含雾图像时的景深。
[0099] 其中，该成像设备可以是摄像机或者照相机，并通过镜头获取该含雾图像，上述景 深可以根据获取的焦距得到，例如该焦距可以是由用户通过设置在成像设备上的人机交互 界面输入得到的，另外，也可以从获取的含雾图像中获取景深，如可以用双目相机来得到景 深或者采用学习的方法从该含雾图像中获得景深，本发明对此不作限定。
[0100] 步骤S303,图像去雾设备获取第一权重调整范围。
[0101] 其中，上述第一权重调整范围可以由用户通过设置在成像设备上的人机交互界面 输入权重调整范围的上限值和下限值得到的，在一种可能的实现方式中，在获取到用户输 入的第一权重调整范围的上限值和下限值后，可以将该第一预设权重调整范围归一化至预 定范围内，例如，可以将该第一预设权重调整范围归一化至[0，1]区间内。
[0102] 步骤S304,图像去雾设备通过该预设权重参数函数：w(x) = h( Θ (x))+f ( λ (X)) 计算该含雾图像中该各个像素的去雾权重。
[0103] 其中，x为该含雾图像中像素 x的空间坐标，w(x)为该像素 x的去雾权重，该w(x) 的值包含在预设权重范围内，Θ (X)为该含雾图像中像素 X的去雾参数，该h(0 (X))为 根据该像素 X的去雾参数获得的函数模型，该函数模型包括线性函数模型，最简单的即为 h(0 (X)) = Θ (X)。λ (X)为该景深，?·(λ (X))为权重，可取为由景深得到的归一化值，或 者?·(λ (X)) =exp(-a*X (X))，其中a为用户输入的控制参数，a>0。该函数模型包括线性 函数模型。
[0104] 需要说明的是，该预设权重参数函数为w(x) =h(0 (χ))+?·(λ (X))只是举例说 明，本发明对此不作限定，该预设权重参数函数还可以为其他任意函数，且得到的w(x)的 值包含在预设权重范围内。
[0105] 步骤S305,图像去雾设备确定该去雾权重是否在该第一预设权重范围内。
[0106] 在确定该去雾权重在该第一预设权重范围内时，执行步骤S307至S310 ;
[0107] 在确定该去雾权重不在该第一预设权重范围内时，执行步骤S306至S310。
[0108] 步骤S306,图像去雾设备将该去雾权重调整至该第一预设权重范围内。
[0109] 其中，上述将该去雾权重调整至该第一权重调整范围内可以通过将该去雾权重调 整至该第一权重调整范围最近的值，例如，预设权重范围为[0，1]，归一化后的第一预设权 重调整范围为[0. 2,0. 8]，若得到的去雾权重为0. 1，则将该去雾权重调整为0. 2,如得到的 去雾权重为〇. 9,则将该去雾权重调整为0. 8。这样，可以通过用户对图像去雾效果的主观 感受进一步实现对图像去雾效果的控制，提升了用户体验。
[0110] 步骤S307,图像去雾设备根据该去雾权重通过公式：t(x) = 1-W(x)* θ (X)得到透 射率值。
[0111] 其中，X为该含雾图像的像素 X的空间坐标，t(X)为该像素 X的透射率值，w(x) 为该像素 X的去雾权重，θ (X)为该像素 X对应的含雾参数，通过上述公式得到的透射率值 t(x)包含在预设透射率范围内，如在[0, 1]内。
[0112] 步骤S308,图像去雾设备基于该大气光估计值和该含雾图像中该各个去雾权重对 应的透射率值对该含雾图像中该各个像素进行去雾处理，得到去雾图像。
[0113] 其中，可以通过双色大气散射模型对含雾图像中该各个像素进行去雾处理，该双 色大气散射模型为：
[0114]
[0115] 其中，X为该含雾图像中像素的空间坐标，J(x)为去雾图像的像素 X对应的表达 式，I(x)为含雾图像的像素 X对应的表达式，t(x)为该像素 X的透射率值，A为该大气光估 计值。
[0116] 步骤S309,图像去雾设备获取该去雾图像的图像对比度。
[0117] 步骤S310,图像去雾设备确定该图像对比度是否在预设对比度范围内。
[0118] 在确定该图像对比度不在预设对比度范围内，继续执行步骤S302至S310 ;
[0119] 在确定该图像对比度在预设对比度范围内，执行步骤S311。
[0120] 步骤S311，图像去雾设备确定得到的去雾图像为无雾图像。
[0121] 需要说明的是，本发明实施例中去雾权重是根据获取的去雾参数和景深得到的， 本发明并不局限于此，也可以仅通过去雾参数得到该去雾权重，或者仅通过景深得到该去 雾权重。
[0122] 采用本发明，根据获取的含雾图像中各个像素的去雾参数确定该含雾图像中各个 像素的去雾权重，并获取该各个去雾权重对应的透射率值，基于该大气光估计值和该含雾 图像中该各个去雾权重对应的透射率值对该含雾图像中各个像素进行去雾处理，得到去雾 图像，从而自适应的根据含雾图像的像素生成对应的权重值，实现了对图像去雾效果的局 部调节，提高了整体的图像去雾效果，从而解决了上述图像去雾不精确的问题。
[0123] 需要说明的是，对于上述方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动 作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据 本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说 明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须 的。
[0124] 图4是根据本发明实施例的图像去雾设备的示意图，如图4所示，该设备可以包 括：
[0125] 第一获取单元41，用于获取待处理的含雾图像的大气光估计值和该含雾图像中各 个像素的位置信息；
[0126] 第一处理单元42,用于根据该第一获取单元41获取的该位置信息确定该含雾图 像中各个像素的去雾权重；
[0127] 第二获取单元43,用于获取该第一处理单元42得到的各个去雾权重对应的透射 率值；
[0128] 第二处理单元44,用于基于该第一获取单元41获取的大气光估计值和该第二获 取单元43获取的该各个去雾权重对应的透射率值对该含雾图像中该各个像素进行去雾处 理，得到去雾图像。
[0129] 可选地，如图5所示，该第一处理单元42包括：
[0130] 第一获取子单元421，用于获取该各个像素的位置信息对应的去雾参数；
[0131] 第一处理子单元422,用于根据该第一获取子单元421获取的该去雾参数得到该 含雾图像中各个像素的去雾权重，其中，该各个像素的去雾参数用于描述对应像素的去雾 强度；以及，
[0132] 第二获取子单元423,用于获取该各个像素的位置信息对应的景深；
[0133] 第二处理子单元424,用于根据该第二获取子单元423获取的景深得到该含雾图 像中各个像素的去雾权重；以及，
[0134] 第三获取子单元425,用于获取该各个像素的位置信息对应的去雾参数和景深；
[0135] 第三处理子单元426,用于根据该第三获取子单元425获取的去雾参数和该景深 得到该含雾图像中各个像素的去雾权重。
[0136] 可选地，如图6所示，该图像去雾设备还包括：
[0137] 第一接收单元45,用于接收由外部输入的第一权重调整范围；
[0138] 第三处理单元46,用于根据该去雾参数和/或该景深，以及该第一接收单元45接 收的第一权重调整范围得到该去雾权重，其中该去雾权重包含在该第一权重调节范围内。
[0139] 可选地，如图7所示，该第三处理单元46包括：
[0140] 第四处理子单元461，用于根据该去雾参数和/或该景深得到该去雾权重；
[0141] 调整子单元462,用于在确定该第四处理子单元461得到的去雾权重不在该第一 权重调整范围内时，将该去雾权重调整至该第一权重调整范围内。
[0142] 可选地，如图8所示，该设备还包括：
[0143] 第四获取单元47，用于在该第二处理单元44得到去雾图像后，获取该去雾图像的 图像对比度，并在确定该图像对比度不在预设对比度范围内时，获取第二权重调整范围；
[0144] 第四处理单元48,用于根据该位置信息得到该含雾图像中各个像素的去雾权重， 并在确定该去雾权重不在该第四获取单元47获取的第二权重调整范围内时，将该去雾权 重调整至该第二权重调整范围内。
[0145] 采用上述图像去雾设备，图像去雾设备能够根据获取的含雾图像中各个像素的去 雾参数确定该含雾图像中各个像素的去雾权重，并获取该各个去雾权重对应的透射率值， 基于该大气光估计值和该含雾图像中该各个去雾权重对应的透射率值对该含雾图像中各 个像素进行去雾处理，得到去雾图像，从而自适应的根据含雾图像的像素生成对应的权重 值，实现了对图像去雾效果的局部调节，提高了整体的图像去雾效果，从而解决了上述图像 去雾不精确的问题。
[0146] 所属本领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的图 像去雾设备的具体工作过程和描述，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘 述。
[0147] 图9是根据本发明实施例的图像去雾设备的示意图，如图9所示，该设备可以包 括：
[0148] 第五获取单元91，用于获取待处理的含雾图像，并获取该含雾图像中各个像素的 去雾权重，其中，该去雾权重与该各个像素的位置信息对应；
[0149] 第二接收单元92,用于接收外部输入的权重调整范围；
[0150] 第五处理单元93,用于根据该第五获取单元91获取的去雾权重和该第二接收单 元92接收的权重调整范围对该含雾图像进行去雾处理，得到去雾图像。
[0151] 可选地，如图10所示，该第五获取单元91包括：
[0152] 第五获取子单元911，用于获取该各个像素的位置信息对应的去雾参数；
[0153] 第五处理子单元912,用于根据该第五获取子单元911获取的去雾参数得到该含 雾图像中各个像素的去雾权重；以及，
[0154] 第六获取子单元913,用于获取该各个像素的位置信息对应的景深；
[0155] 第六处理子单元914,用于根据该第六获取子单元913获取的景深得到该含雾图 像中各个像素的去雾权重；以及，
[0156] 第七获取子单元915,用于获取该各个像素的位置信息对应的去雾参数和景深；
[0157] 第七处理子单元916,用于根据该第七获取子单元915获取的去雾参数和该景深 得到该含雾图像中各个像素的去雾权重。
[0158] 可选地，该第五处理单元93,用于在确定该去雾权重不在该权重调整范围内时，将 该去雾权重调整至该权重调整范围内，并根据该去雾权重对该含雾图像进行去雾处理。
[0159] 采用上述图像去雾设备，图像去雾设备能够根据获取的含雾图像中各个像素的去 雾参数确定该含雾图像中各个像素的去雾权重，并获取该各个去雾权重对应的透射率值， 基于该大气光估计值和该含雾图像中该各个去雾权重对应的透射率值对该含雾图像中各 个像素进行去雾处理，得到去雾图像，从而自适应的根据含雾图像的像素生成对应的权重 值，实现了对图像去雾效果的局部调节，提高了整体的图像去雾效果，从而解决了上述图像 去雾不精确的问题。
[0160] 所属本领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的图 像去雾设备的具体工作过程和描述，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘 述。
[0161] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种图像去雾的方法，其特征在于，包括： 获取待处理的含雾图像的大气光估计值和所述含雾图像中各个像素的位置信息； 根据所述位置信息得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重； 获取所述各个去雾权重对应的透射率值； 基于所述大气光估计值和所述含雾图像中所述各个去雾权重对应的透射率值对所述 含雾图像中所述各个像素进行去雾处理，得到去雾图像。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置信息得到所述含雾图 像中各个像素的去雾权重包括： 获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参数，并根据所述去雾参数得到所述含雾图 像中各个像素的去雾权重，其中，所述各个像素的去雾参数用于描述对应像素的去雾强度； 或者， 获取所述各个像素的位置信息对应的景深，并根据所述景深得到所述含雾图像中各个 像素的去雾权重；或者， 获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参数和景深，并根据所述去雾参数和所述景 深得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在得到所述含雾图像中各个像素的去雾 权重前，所述方法还包括： 接收由外部输入的第一权重调整范围； 根据所述去雾参数和/或所述景深，以及所述第一权重调整范围得到所述去雾权重， 其中，所述去雾权重包含在所述第一权重调节范围内。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述去雾参数和/或所述景深， 以及所述权重调整范围得到所述去雾权重包括： 根据所述去雾参数和/或所述景深得到所述去雾权重； 在确定所述去雾权重不在所述第一权重调整范围内时，将所述去雾权重调整至所述第 一权重调整范围内。5. 根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，在得到去雾图像后，所述方法 还包括： 获取所述去雾图像的图像对比度； 在确定所述图像对比度不在预设对比度范围内时，获取第二权重调整范围； 继续根据所述位置信息得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重； 在确定所述去雾权重不在所述第二权重调整范围内时，将所述去雾权重调整至所述第 二权重调整范围内。6. -种图像去雾的方法，其特征在于，包括： 获取待处理的含雾图像，并获取所述含雾图像中各个像素的去雾权重，其中，所述去雾 权重与所述各个像素的位置信息对应； 接收由外部输入的权重调整范围； 根据所述去雾权重和所述权重调整范围对所述含雾图像进行去雾处理，得到去雾图 像。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取所述含雾图像中各个像素的去 雾权重包括： 获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参数，并根据所述去雾参数得到所述含雾图 像中各个像素的去雾权重；或者， 获取所述各个像素的位置信息对应的景深，并根据所述景深得到所述含雾图像中各个 像素的去雾权重；或者， 获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参数和景深，并根据所述去雾参数和所述景 深得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重。8. 根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述根据所述去雾权重和所述权重调 整范围对所述含雾图像进行去雾处理包括： 在确定所述去雾权重不在所述权重调整范围内时，将所述去雾权重调整至所述权重调 整范围内，并根据所述去雾权重对所述含雾图像进行去雾处理。9. 一种图像去雾设备，其特征在于，包括： 第一获取单元，用于获取待处理的含雾图像的大气光估计值和所述含雾图像中各个像 素的位置信息； 第一处理单元，用于根据所述第一获取单元获取的所述位置信息得到所述含雾图像中 各个像素的去雾权重； 第二获取单元，用于获取所述各个去雾权重对应的透射率值； 第二处理单元，用于基于所述第一获取单元获取的大气光估计值和所述第二获取单元 获取的所述含雾图像中所述各个去雾权重对应的透射率值对所述含雾图像中所述各个像 素进行去雾处理，得到去雾图像。10. 根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第一处理单元包括： 第一获取子单元，用于获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参数； 第一处理子单元，用于根据所述第一获取子单元获取的所述去雾参数得到所述含雾图 像中各个像素的去雾权重，其中，所述各个像素的去雾参数用于描述对应像素的去雾强度； 以及， 第二获取子单元，用于获取所述各个像素的位置信息对应的景深； 第二处理子单元，用于根据所述第二获取子单元获取的景深得到所述含雾图像中各个 像素的去雾权重；以及， 第三获取子单元，用于获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参数和景深； 第三处理子单元，用于根据所述第三获取子单元获取的去雾参数和所述景深得到所述 含雾图像中各个像素的去雾权重。11. 根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述图像去雾设备还包括： 第一接收单元，用于接收由外部输入的第一权重调整范围； 第三处理单元，用于根据所述去雾参数和/或所述景深，以及所述第一接收单元接收 的第一权重调整范围得到所述去雾权重，其中所述去雾权重包含在所述第一权重调节范围 内。12. 根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述第三处理单元包括： 第四处理子单元，用于根据所述去雾参数和/或所述景深得到所述去雾权重； 调整子单元，用于在确定所述第四处理子单元得到的去雾权重不在所述第一权重调整 范围内时，将所述去雾权重调整至所述第一权重调整范围内。13. 根据权利要求10至12任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括： 第四获取单元，用于在所述第二处理单元得到去雾图像后，获取所述去雾图像的图像 对比度，并在确定所述图像对比度不在预设对比度范围内时，获取第二权重调整范围； 第四处理单元，用于根据所述位置信息得到所述含雾图像中各个像素的去雾权重，并 在确定所述去雾权重不在所述第四获取单兀获取的第二权重调整范围内时，将所述去雾权 重调整至所述第二权重调整范围内。14. 一种图像去雾设备，其特征在于，包括： 第五获取单元，用于获取待处理的含雾图像，并获取所述含雾图像中各个像素的去雾 权重，其中，所述去雾权重与所述各个像素的位置信息对应； 第二接收单元，用于接收外部输入的权重调整范围； 第五处理单元，用于根据所述第五获取单元获取的去雾权重和所述第二接收单元接收 的权重调整范围对所述含雾图像进行去雾处理，得到去雾图像。15. 根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第五获取单元包括： 第五获取子单元，用于获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参数； 第五处理子单元，用于根据所述第五获取子单元获取的去雾参数得到所述含雾图像中 各个像素的去雾权重；以及， 第六获取子单元，用于获取所述各个像素的位置信息对应的景深； 第六处理子单元，用于根据所述第六获取子单元获取的景深得到所述含雾图像中各个 像素的去雾权重；以及， 第七获取子单元，用于获取所述各个像素的位置信息对应的去雾参数和景深； 第七处理子单元，用于根据所述第七获取子单元获取的去雾参数和所述景深得到所述 含雾图像中各个像素的去雾权重。16. 根据权利要求14或15所述的设备，其特征在于，所述第五处理单元，用于在确定所 述去雾权重不在所述权重调整范围内时，将所述去雾权重调整至所述权重调整范围内，并 根据所述去雾权重对所述含雾图像进行去雾处理。
【文档编号】G06T5/00GK106033597SQ201510118043
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月17日
【发明人】陈碧泉, 邓志辉, 宋其毅
【申请人】杭州海康威视数字技术股份有限公司