[发明专利]退化图像复原方法及系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及了图像处理技术，尤其涉及一种退化图像复原方法及系统。

【背景技术】

当今，恶劣天气条件下的退化图像的复原技术成为研究的热点。但是，目前的图像复原方法要么是引入图像抠图技术后的改进算法，要么是采用两次中值滤波来求退化图像中大气掩盖层，造成图像部分细节严重丢失，计算量相对较大，而且还使用白化平衡、色调映射和伽玛校正技术来提高颜色逼真度，对恶劣天气条件下的某些退化图像处理效果不够理想。

方法一采用暗原色先验来对单一图像去雾，能够处理彩色图像和灰度图像，但是计算量很大。方法二采用中值滤波来求退化图像中云雾掩盖层。采用两次中值滤波来求退化图像中云雾掩盖层，造成图像部分细节严重丢失，计算量相对较大，而且还使用白化平衡、色调映射和伽玛校正技术来提高颜色逼真度，对恶劣天气条件下的某些退化图像处理效果都不够理想。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能减少计算量并能提高退化图像的复原效果的退化图像复原方法。

一种退化图像复原方法包括以下步骤：

获取退化图像；

建立所述退化图像关于大气掩盖层的数学模型；

对所述数学模型，利用奇异值分解，获得所述大气掩盖层的估算矩阵；

根据所述估算矩阵计算大气掩盖层；

选取大气光矩阵，运算得到大气掩盖层的传输系数矩阵；

根据所述大气掩盖层及传输系数矩阵，求取复原图像。

进一步地，所述建立所述退化图像的数学模型为：

I(x)＝J(x)(1-B(x)/A)+B(x)，

其中，x为图像中像素坐标，I为采集的退化图像且I∈C^m×n，J为场景辐射亮度，A为描述大气光颜色的大气光矩阵，B(x)为大气掩盖层，且B(x)＝A(1-t(x))，大气掩盖层来源于空气中微粒引起的散射光，t(x)为传输系数矩阵。

进一步地，所述建立所述退化图像的数学模型还包括以下步骤：

对所述退化图像进行初始化、归一化处理；

输入参数。

进一步地，所述对所述数学模型，利用奇异值分解，获得大气掩盖层的估算矩阵的步骤包括以下步骤：

求取所述退化图像的每个像素坐标位置处的亮度最小值构成云雾矩阵；

对所述云雾矩阵进行奇异值分解，得到奇异值矩阵；

截取所述奇异值矩阵的主要元素构成所述大气掩盖层的主成分矩阵；

对所述主成分矩阵进行奇异值分解的逆变换，重建得到所述大气掩盖层的估算矩阵。

进一步地，所述对所述数学模型，利用奇异值分解，获得所述大气掩盖层的估算矩阵步骤中，还可以利用小波变换、傅立叶变换或离散余弦变换来获得大气掩盖层的估算矩阵。

进一步地，所述根据估算矩阵计算大气掩盖层步骤包括：

按照如下公式计算大气掩盖层：

B=q·max{min{w,w^},0}]]>

根据大气掩盖层的估算矩阵与图像像素亮度的最小值w对大气掩盖层B进一步修正，其中，保证大气掩盖层的信号强度小于图像像素亮度的最小值，q为步骤建立所述退化图像的数学模型中输入的参数。

本发明还提供一种退化图像复原系统包括：

获取模块，用于获取退化图像；

建模模块，用于建立所述退化图像关于大气掩盖层的数学模型；

分解模块，用于对所述数学模型，利用奇异值分解，获得大气掩盖层的估算矩阵；

计算模块，用于根据所述估算矩阵计算大气掩盖层；

选取模块，选取大气光矩阵，运算得到大气掩盖层的传输系数矩阵；

成像模块，用于根据所述大气掩盖层及传输系数矩阵，求取复原图像。

进一步地，所述建模模块建立的所述图像的数学模型为：

I(x)＝J(x)(1-B(x)/A)+B(x)