單幅霧天圖像的去霧算法研究.pdf

1、霧霾天氣下，由于大氣中存在的懸浮顆粒對(duì)光線具有吸收、散射作用，使得戶(hù)外捕捉到的圖像出現(xiàn)對(duì)比度下降，顏色衰減等降質(zhì)現(xiàn)象，導(dǎo)致物體特征難以辨別，圖像的觀賞性降低，影響圖像的后續(xù)處理。因此，在目標(biāo)跟蹤、視頻監(jiān)控、遙感等計(jì)算機(jī)視覺(jué)方向的應(yīng)用上，霧天圖像的去霧技術(shù)研究有著重要的意義。隨著相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展與趨于成熟，霧天圖像的去霧研究也成為了廣大研究人員研究的熱點(diǎn)。
　　去霧算法主要分為圖像增強(qiáng)和基于物理模型的圖像復(fù)原兩種。兩種類(lèi)型的

2、算法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但近年來(lái)，基于物理模型的的去霧算法更為普遍。其中，基于中值濾波的快速去霧算法因其快速的去霧處理速度和良好的去霧效果而受到關(guān)注。但是，一方面，由中值濾波得到的大氣面紗丟失了很多圖像的邊緣信息，進(jìn)而不能真實(shí)反映景物深度的信息，導(dǎo)致去霧的不徹底;另一方面，天空等區(qū)域的透射率估計(jì)值較低，導(dǎo)致復(fù)原圖像中出現(xiàn)色彩失真和噪聲。為此，本文主要圍繞大氣面紗和透射率兩方面來(lái)進(jìn)行去霧算法的研究。
　　首先，提出了一種基于加權(quán)引導(dǎo)濾波的單

3、幅圖像去霧算法。在引導(dǎo)濾波的基礎(chǔ)上，借助Canny算子來(lái)自適應(yīng)地設(shè)置輸入圖像的邊緣區(qū)域和平坦區(qū)域的權(quán)值，使得輸出圖像保留了更多的邊緣信息，平滑了更多的噪聲紋理信息。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，采用加權(quán)引導(dǎo)濾波代替中值濾波的方法來(lái)獲取邊緣信息更加豐富的大氣面紗。同時(shí)，用暗原色先驗(yàn)代替白平衡操作來(lái)估計(jì)大氣光，使得大氣光值更為準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本算法有著較快的去霧處理速度，且邊緣處的去霧更為徹底。
　　其次，提出了一種基于大氣面紗優(yōu)化和透射率修正的

4、單幅圖像去霧算法。一方面，由于大氣面紗的求解算法引入了噪聲紋理信息，使得大氣面紗并不能真實(shí)地反映景物深度的信息，無(wú)論是使用中值濾波，還是加權(quán)引導(dǎo)濾波，復(fù)原圖像都存在去霧的不徹底。另一方面，天空等區(qū)域由于透射率的估計(jì)值偏低，導(dǎo)致復(fù)原圖像存在噪聲和色彩失真。為此，首先根據(jù)閾值分割得到天空等目標(biāo)區(qū)域，并適當(dāng)減小霧天圖像的各顏色通道最小值圖像相應(yīng)區(qū)域的灰度值;然后通過(guò)兩次不同引導(dǎo)圖像的加權(quán)引導(dǎo)濾波操作，得到優(yōu)化后的大氣面紗，同時(shí)根據(jù)暗原色先驗(yàn)估