1.一种基于Sigmoid函数的抑制光晕效应的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:构造二维Sigmoid模板;
步骤2:获取由暗通道先验理论求取粗略的透射率图t(x)的二值边缘图像B(x,y);
步骤3:获取B(x,y)中值为255的像素点的坐标(i,j),即为光晕区域与非光晕区域边界点的坐标;
步骤4:对于每个边界点坐标(i,j),利用Sobel算子计算其方向角θ(i,j);
步骤5:选择与边界点坐标方向角相同的二维Sigmoid模板,将由此模板分解得到的子模板a和b的中心分别置于粗略的透射率图t(x)中与该边界点坐标相同的点上,再计算子模板a和b中非0值对应粗略的透射率图t(x)中的两个区域的像素平均值,分别记作Va和Vb;
步骤6:判断光晕区域和非光晕区域,并将非光晕区域的像素值赋值给光晕区域,得到优化的透射率图t’(x);
步骤7:引入一种容差机制,还原出清晰无光晕的图像。
2.根据权利要求1所述的一种基于Sigmoid函数的抑制光晕效应的方法,其特征在于,所述步骤1中,构造二维Sigmoid模板的具体步骤如下:第一步:将Sigmoid函数转变成具有方向性的二维Sigmoid函数,即由下面的Ⅰ公式转变为Ⅱ公式,其表示形式为:其中θ是旋转角度,a和c为待定参数;
第二步,将二维Sigmoid函数离散化得到0度、45度、90度和135度方向的模板。
3.根据权利要求1所述的一种基于Sigmoid函数的抑制光晕效应的方法,其特征在于,所述步骤2中,获取由暗通道先验理论求取粗略的透射率图t(x)的二值边缘图像B(x,y)的具体步骤如下:第一步,对由暗通道先验理论求取的粗略透射率图t(x)进行边缘检测,得到边缘图像A(x,y),所使用的边缘检测方法为canny边缘检测算法;
第二步,利用阈值对边缘图像A(x,y)进行二值化,得到二值边缘图像B(x,y),其中阈值设定为200。
4.根据权利要求1所述的一种基于Sigmoid函数的抑制光晕效应的方法,其特征在于,所述步骤4中,对于每个边界点(i,j),利用Sobel算子计算其方向角θ(i,j)的具体步骤如下:第一步,依次取出步骤3中所获取光晕区域与非光晕区域的边界点,再在二值边缘图像B(x,y)中找到此点;
第二步,利用Sobel算子计算此Sigmoid模板区域内所有点(u,v)的x梯度和y梯度,即Gx(u,v)、Gy(u,v),u∈(i-w/2,i+w/2),v∈(j-w/2,j+w/2),其中w为二维Sigmoid模板宽度或高度(二者相同)减一,Sobel模板系数如下表示:第三步,计算以点(i,j)为中心的方向角θ(i,j),计算公式为:
5.根据权利要求1所述的一种基于Sigmoid函数的抑制光晕效应的方法,其特征在于,所述步骤5中,由二维Sigmoid模板分解得到的子模板a和b的形式如下:即,二维Sigmoid模板=子模板a+子模板b,上式中等号右面第一项为子模板a,第二项为子模板b,每个方向角的模板都可以分解得到类似的两个子模板。
6.根据权利要求1所述的一种基于Sigmoid函数的抑制光晕效应的方法,其特征在于,所述步骤5中,计算子模板a和b中非0值对应透射率图中的两个区域的像素平均值Va和Vb的方法是利用子模板a和b与对应透射率图中像素进行卷积求得。
7.根据权利要求1所述的一种基于Sigmoid函数的抑制光晕效应的方法,其特征在于,所述步骤6中,判断光晕区域和非光晕区域的规则是:若Va≤Vb,则Va所对应的区域为非光晕区域,Vb所对应的区域为光晕区域;若Va>Vb,则Vb所对应的区域为非光晕区域,Va所对应的区域为光晕区域。
8.根据权利要求1所述的一种基于Sigmoid函数的抑制光晕效应的方法,其特征在于,所述步骤6中,将非光晕区域的像素值赋值给光晕区域,得到优化的透射率图t’(x)的具体步骤如下:第一步,假设Va≤Vb;
第二步,将模板a中的0值对应透射率图中的像素值赋值为0;
第三步,将模板a中的非0值在透射率图中对应的像素值经过中心旋转后赋值给模板b中非0值在透射率图中对应的像素;
第四步,将透射率图中像素值为0的像素赋值为Va,由此得到优化后的透射率图t’(x)。
9.根据权利要求1所述的一种基于Sigmoid函数的抑制光晕效应的方法,其特征在于,所述步骤7中,引入一种容差机制是指对于|I-A|大于K的区域,计算透射率的公式如下:t″(x)=max(t'(x),t0)
对于|I-A|小于K的区域(认为是明亮区域),使用新的透射率计算公式,如下式:其中,I为雾天图像,A为大气光值,K=0.35A为容差,t0=0.1是最小透射率限制,t’(x)为优化后的透射率,t”(x)为引入容差机制后得到的最终的透射率。
10.根据权利要求1所述的一种基于Sigmoid函数的抑制光晕效应的方法,其特征在于,所述步骤7中,引入一种容差机制,还原出清晰无光晕的图像的具体步骤如下:第一步,求取雾天图像的暗通道,再将暗通道由大到小排序,找出其中0.1%最亮的像素,用对应雾天图像中的最大像素值作为大气光值A;
第二步,根据暗通道先验理论,再结合已求得的暗通道和大气光值A求取粗略的透射率图t(x);
第三步,利用由Sigmoid函数构造的具有方向性的二维Sigmoid模板对粗略的透射率图t(x)进行优化,得到优化后的透射率图t’(x);
第四步,引入一种容差机制分割出天空和非天空区域,对二者应用不同的透射率复原出清晰无光晕的图像。