霧天環(huán)境下的圖像增強(qiáng)算法研究.pdf

1、視覺(jué)是人類最主要的信息來(lái)源，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，圖像技術(shù)在人們生活中的重要性日益提升。圖像處理技術(shù)，如:智能導(dǎo)航、人臉識(shí)別、目標(biāo)跟蹤等能夠?yàn)槿藗兊纳顜?lái)巨大的便利。然而，工業(yè)化和城市化的發(fā)展，使得霧霾逐漸成為了人們生活中的常態(tài)。霧霾不僅影響人們的健康，也會(huì)影響視覺(jué)。成像設(shè)備在霧天采集的圖像普遍呈現(xiàn)低對(duì)比度、低色彩飽和度、景物信息模糊的狀態(tài)，影響了人們通過(guò)圖像對(duì)信息的獲取。霧霾在戶外的普遍存在降低了戶外圖像設(shè)備，如道路監(jiān)控、車輛

2、導(dǎo)航等的穩(wěn)定性，局限了其應(yīng)用范圍。圖像去霧技術(shù)能夠移除霧霾的影響，恢復(fù)因霧霾導(dǎo)致的降質(zhì)，提高圖像的對(duì)比度和飽和度，使圖像重新變得清晰，有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　在眾多去霧方法中，單幅圖像的去霧技術(shù)對(duì)于成像設(shè)備的要求最低、外部條件最少，因此有著更廣闊的應(yīng)用空間。然而，單幅圖像去霧沒(méi)有任何其他的輸入信息，對(duì)于算法有著更高的要求，近年來(lái)已經(jīng)成為了圖像處理領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)。本文總結(jié)了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)去霧技術(shù)的研究現(xiàn)狀，對(duì)去霧技術(shù)的原理展開(kāi)研

3、究。深入分析霧天圖像降質(zhì)模型，為模型去霧方法的研究提供理論基礎(chǔ)。本文實(shí)現(xiàn)了多種目前最具有代表性且去霧效果顯著的單幅圖像去霧方法，并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析。
　　在前期工作的基礎(chǔ)上，本文提出了一種新的基于暗原色及入射光假設(shè)的去霧算法。該算法通過(guò)漸進(jìn)式的窗口掃描尋找大氣光區(qū)域，能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行大氣光的估計(jì)。通過(guò)弱化暗原色先驗(yàn)假設(shè)，提高其準(zhǔn)確性，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行初步去霧，將圖像透射率的變化范圍拉伸至[0，1]，簡(jiǎn)化透射率估計(jì)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)圖像

4、的觀察分析，提出霧天入射光均勻假設(shè)。以該假設(shè)為先驗(yàn)條件，結(jié)合Retinex理論下的照度估計(jì)算法，進(jìn)行透射率的估計(jì)。最終結(jié)合初步去霧圖像以及透射率估計(jì)圖像進(jìn)行去霧恢復(fù)。實(shí)驗(yàn)顯示，本文方法能夠有效且穩(wěn)定地處理霧天圖像，恢復(fù)圖像清晰自然，對(duì)比度高。另外，該方法有著很高的運(yùn)行效率，能夠滿足實(shí)時(shí)應(yīng)用的要求。
　　最后，本文對(duì)大量的霧天圖像進(jìn)行分析總結(jié)，將其分類。采用多種算法對(duì)這些圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析各種算法在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的表現(xiàn)，對(duì)不同算法的