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专利号: 2016104097005
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-11-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进大气散射模型的单幅图像快速去雾方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤1:将原散射模型中的大气光A与透射率t分别重新定义为场景入射光L和场景透射率T,每个场景下的L和T为恒定值,得到改进的大气散射模型;

步骤2:依据雾气浓度特征对原始有雾图像进行场景分割;

步骤3:估计各颜色分量的场景入射光图像,并采用腐蚀法消除白色物体对其产生的影响,采用平均策略来弱化场景错误分割像素的干扰;

步骤4:通过最大化每个场景的对比度信息粗略估计出场景透射率,然后通过基于环境特征的透射率自适应调节机制,实现柔性去雾;

步骤5:通过一种具有导向功能的全变分模型,对估计的场景入射光图和透射率图进行优化;具有导向功能的全变分模型可描述为:上式中,Trefine为优化透射率图,为待优化目标输入,β、γ为惩罚因子,E为能量函数,G为引导图像,W为梯度权重,为提高上述模型的计算速度,利用r×r邻域对图像的梯度进行逼近,则模型可近似为:上式中,Trefine-i、Gi分别为Trefine、G的邻域像素,令上式的导数为0,经整理可得:将上式改写为迭代形式:

上式中,j为迭代次数,分子中的前2项依赖于输入信息,在迭代过程中只需计算一次即可,仅第三项需要不断更新,第三项只需进行简单的r×r邻域求和操作,采用盒子滤波器进一步加速处理,使其复杂度降为O(1),令 为步骤1所估计出透射率图T,Trefine的初始输入为 引导图像G为原图像I的亮度分量,当参数为α=3、β=3·(Iter-1)、γ=4、r=max(lh,lw)/15时可取得较好的效果,其中Iter、lh、lw分别为迭代次数、图像的高与宽;

步骤6:将优化后的结果导入改进的大气散射模型复原清晰图像R。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进大气散射模型的单幅图像快速去雾方法,其特征在于,所述方法的步骤1包括:原散射模型为:

I(x,y)=A·ρ(x,y)·t(x,y)+A·(1-t(x,y))上式中,(x,y)为像素索引,I表示观察者实际感受到的图像强度,A为大气光,在单幅图像中视其为恒常量,ρ为期望恢复出的场景反照率,t为介质透射图,当大气同质且均匀时,表示为:t(x,y)=e-β·d(x,y)

上式中,β、d分别表示介质散射系数与场景深度图;

改进后的大气散射模型为:

I(x,y)=L(i)·ρ(x,y)·T(i)+L(i)·(1-T(i)) (x,y)∈Ωi上式中,i表示场景标签号,Ωi、L(i)、T(i)分别表示标签号为i场景下的位置索引集合、场景入射光以及场景透射率。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进大气散射模型的单幅图像快速去雾方法,其特征在于,所述方法的步骤2包括:

1)将图像分割为若干个不重叠的3×3分块,计算每个分块的雾气浓度量化系数;

2)遍历所有分块得到雾气浓度分布图,再采用均匀分割法对其进行聚类,实现场景分割。

4.根据权利要求1所述的一种基于改进大气散射模型的单幅图像快速去雾方法,其特征在于,所述方法的步骤3包括:

1)对每个颜色分量进行腐蚀操作,提取“场景i”在该颜色分量对应位置处的腐蚀分量;

2)将腐蚀分量中前10%较大强度值的平均设置为“场景i”的光照强度,遍历所有场景得到该颜色分量的场景入射光图像。

5.根据权利要求1所述的一种基于改进大气散射模型的单幅图像快速去雾方法,其特征在于,所述方法的步骤4包括:一种基于环境特征的透射率自适应调节机制包括以下步骤:步骤1:根据雾气浓度量化图,预估场景的雾气浓度指标;

步骤2:根据预估的雾气浓度指标自适应调节透射率的幅度,控制不同环境下的透射率增强幅度。

6.根据权利要求1所述的一种基于改进大气散射模型的单幅图像快速去雾方法,其特征在于,所述方法是分别进行场景自动分割、估计场景入射光图以及场景透射率图;最后,利用全变分模型对估计结果行边缘优化,将优化后的结果导入改进的散射模型复原出清晰图像。

7.根据权利要求1所述的一种基于改进大气散射模型的单幅图像快速去雾方法,其特征在于,所述方法应用于图像去雾。