圖像去霧方法以圖像去霧裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種圖像去霧方法及圖像去霧裝置。該方法包括以下步驟：對(duì)需要去霧的第一圖像I進(jìn)行下采樣，得到第二圖像Ismall；獲取所述第二圖像Ismall的暗通道圖像根據(jù)暗通道圖像估算第一圖像I的大氣光值A(chǔ)；估算所述第二圖像Ismall的第一透射圖對(duì)所述第一透射圖進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的第二透射圖tsmall，獲取第二圖像Ismall的線性變換系數(shù)asmall和bsmall；對(duì)asmall和bsmall進(jìn)行雙線性插值，得到所述第一圖像I的變換系數(shù)a和b，并獲取所述第一圖像I的第三透射圖t(x)，其中t(x)＝a(x)I(x)+b(x)；基于所述第三透射圖t(x)、大氣光值A(chǔ)得到去霧處理后的第三圖像J。本發(fā)明基于暗通道先驗(yàn)法，結(jié)合下采樣和變化插值等處理方案，有效地減少了圖像和視頻的去霧處理運(yùn)算量，提高了處理速度。
【專利說(shuō)明】圖像去霧方法以圖像去霧裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理，更具體地，涉及一種圖像去霧方法以及圖像去霧裝置?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]有霧天氣或者灰霾天氣拍攝的圖像和視頻常常出現(xiàn)圖像質(zhì)量差清晰度低的現(xiàn)象。為改善圖像的質(zhì)量、提高圖像的清晰度，需要對(duì)圖像進(jìn)行去霧處理。
[0003]基于暗通道先驗(yàn)(dark channel prior)的圖像去霧方法在實(shí)踐中取得了很好的效果。暗通道先驗(yàn)是通過(guò)對(duì)戶外無(wú)霧圖像數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出的，即絕大多數(shù)的戶外無(wú)霧圖像的每個(gè)局部區(qū)域中都存在這樣的像素，該像素的至少一個(gè)顏色通道的灰度值很低。利用暗通道先驗(yàn)建立的去霧模型可直接估算霧氣的濃度并且可將有霧圖像復(fù)原為高質(zhì)量的去除霧氣干擾后的圖像。但該方法在圖像分辨率高時(shí)，所需運(yùn)算量大，無(wú)法做到高分辨率視頻的實(shí)時(shí)去霧，限制了其應(yīng)用范圍。
[0004]引導(dǎo)濾波(Guided Image Filtering)是一種加速圖像去霧的方法。利用引導(dǎo)圖像可以實(shí)現(xiàn)邊緣保護(hù)平滑、摳圖和圖像增強(qiáng)等。但是，該引導(dǎo)濾波方法仍然需要較大的運(yùn)算量，處理速度仍不夠快。
[0005]因此，亟需一種加速的圖像去霧方案。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種快速的圖像去霧處理方案。
[0007]為此，本發(fā)明第一方面提供一種圖像去霧方法，包括以下步驟:對(duì)需要去霧的第一圖像I進(jìn)行下采樣，得到第二圖像Ismall;獲取所述第二圖像Ismall的暗通道圖像?，獲取
所述暗通道圖像中的前0.1%的最亮區(qū)域?qū)?yīng)于所述第二圖像Ismall的區(qū)域的最高灰度值，根據(jù)所述最高灰度值估算所述第一圖像I的大氣光值A(chǔ) ;估算所述第二圖像Ismall的第一透射圖.，將所述第二圖像Ismall作為引導(dǎo)圖像，將所述第一透射圖?作為輸入
圖像，對(duì)所述第一透射圖己進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的第二透射圖tsmall，使第二透射圖tsmall滿足:tsnlall (X) = asmall (X) Ismall (X) +bsmall (X)，其中，X 為當(dāng)前像素的像素值，Bsmall 和 bsniall 為線性變換系數(shù)；對(duì)asmall和bsmall進(jìn)行雙線性插值，得到所述第一圖像I的變換系數(shù)a和b，并獲取所述第一圖像I的第三透射圖t(x),其中t(x) = a (X) I (X)+b (X);基于所述第三透
射圖t (x)、大氣光值A(chǔ)得到去霧處理后的第三圖像J，其中
【權(quán)利要求】
1.一種圖像去霧方法，其特征在于，包括以下步驟: 對(duì)需要去霧的第一圖像I進(jìn)行下采樣，得到第二圖像Ismall ； 獲取所述第二圖像Ismall的暗通道圖像? 獲取所述暗通道圖像中的前0.1%的最亮區(qū)域?qū)?yīng)于所述第二圖像Ismall的區(qū)域的最高灰度值，根據(jù)所述最高灰度值估算所述第一圖像I的大氣光值A(chǔ) ; 估算所述第二圖像Ismall的第一透射圖； 將所述第二圖像Ismall作為引導(dǎo)圖像，將所述第一透射圖作為輸入圖像，對(duì)所述第一透射圖Lncdl進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的第二透射圖tsmall，使第二透射圖tsmall滿足:tsmall (x)=asmall(x) Ismall (X)+bsmall (X)，其中，x為當(dāng)前像素的像素值，asmall和bsmall為線性變換系數(shù)；對(duì)asmall和bsmall進(jìn)行雙線性插值，得到所述第一圖像I的線性變換系數(shù)a和b，并獲取所述第一圖像I的第三透射圖t (X),其中t (X) = a (X) I (X)+b (X)； 基于所述第三透射圖t(x)、大氣光值A(chǔ)得到去霧處理后的第三圖像J，其中
2.如權(quán)利要求1所述的圖像去霧方法，其特征在于，使用暗通道先驗(yàn)法估算所述第二圖像I small 的第一透射圖。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像去霧方法，其特征在于，所述第二圖像Ismall的第一投射圖1snulU = I _歷
4.如權(quán)利要求3所述的圖像去霧方法，其特征在于，優(yōu)選地，ω取值范圍在0.94至0.96之間。
5.如權(quán)利要求3所述的圖像去霧方法，其特征在于:
6.如權(quán)利要求1所述的圖像去霧方法，其特征在于，對(duì)所述第一透射四f?進(jìn)行優(yōu)化的步驟具體是:將所述第二圖像Ismall轉(zhuǎn)換為灰度圖像后作為引導(dǎo)圖像，將所述第一透射圖ξ--α〃作為輸入圖像，使用引導(dǎo)濾波法對(duì)所述第一透射圖ξ;Μ//進(jìn)行優(yōu)化。
7.如權(quán)利要求1所述的圖像去霧方法，其特征在于，h取值范圍在0.05至0.15之間。
8.如權(quán)利要求1所述的圖像去霧方法，其特征在于，對(duì)于視頻中連續(xù)的第η-1幀圖像、第η幀圖像、第η+1幀圖像，其中，η為大于O的偶數(shù): 對(duì)第η-1幀圖像進(jìn)行圖像去霧處理，獲取第η-1幀圖像的線性變換系數(shù)an_i和Iv1 ； 對(duì)第η+1幀圖像進(jìn)行圖像去霧處理，獲取第η+1幀圖像的線性變換系數(shù)an+1和bn+1 ； 根據(jù)所述線性變換系數(shù)an_i和Iv1和an+1和bn+1進(jìn)行時(shí)空插值得到第η幀圖像的線性變換系數(shù)an和bn，根據(jù)所述第η幀圖像的線性變換系數(shù)an和bn對(duì)所述第η幀圖像進(jìn)行圖像去霧處理。
9.一種圖像去 霧系統(tǒng)，其特征在于，包括: 下采樣模塊，用于對(duì)需要去霧的第一圖像I進(jìn)行下采樣以得到第二圖像Ismall ; 暗通道計(jì)算模塊，用于獲取所述第二圖像Ismall的暗通道圖像.大氣光值計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述暗通道圖像中的前0.1%的最亮區(qū)域?qū)?yīng)于所述第二圖像Ismall的區(qū)域的最高灰度值，并根據(jù)所述最高灰度值估算所述第一圖像I的大氣光值Α; 透射圖估算模塊，用于估算所述第二圖像Ismall的第一透射圖； 透射圖優(yōu)化模塊，用于將所述第二圖像Ismall作為引導(dǎo)圖像，將所述第一透射圖作為輸入圖像，對(duì)所述第一透射圖ξ,— 進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的第二透射圖tsmall，使第二透射圖 tsmall ?兩足:tsmall (X) — asmall (X) IsmaIl (X)+bsmall (X)，其中，X 為 ξ!ξ| 如像素的像素值，aSmall和bsmall為線性變換系數(shù)；雙線性插值模塊，用于對(duì)asmall和bsmall進(jìn)行雙線性插值，得到所述第一圖像I的線性變換系數(shù)a和b，并獲取所述第一圖像I的第三透射圖t(x)，其中t(x) =a(x)I(x)+b(x)；去霧處理模塊，用于基于所述第三透射圖t(x)、大氣光值A(chǔ)得到去霧處理后的第三圖
像J，其中
10.如權(quán)利要求9所述的圖像去霧裝置，其特征在于，還包括:用于將所述視頻解析成有先后順序的若干幀圖像的視頻解碼模塊；以及所述視頻解碼模塊，所述時(shí)空插值模塊用于根據(jù)第η-1幀圖像的線性變換系數(shù)an_i和IV1、第η+1幀圖像的線性變換系數(shù)an+1和bn+1進(jìn)行時(shí)空插值得到第η幀圖像的線性變換系數(shù)an和bn，其中η為大于O的偶數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06T5/50GK103761720SQ201310689005
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】喬宇, 李英, 朱細(xì)妹 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院