[发明专利]基于暗原色先验和Retinex的视频去雾方法及存储介质

权利要求书

1.一种基于暗原色先验和Retinex的视频去雾方法，其特征在于，所述方法的包含如下步骤：

Step1、对根据输入的视频序列采用平均值法求取视频背景图像，并应用于整个视频序列，有雾图像成像构成模型表达式为：

I(x)＝J(x)t(x)+A(1-t(x))＝Aρ(x)t(x)+A(1-t(x))

式中，I(x)为视频图像采集设备捕获到的有雾图像，A为大气光值，J(x)为未受雾气影响的原始清晰无雾图像，即本方法的最终输出，ρ(x)为场景反照率，t(x)为介质传播图；

为实现对大气光值A和介质传播图t(x)的估计，采用平均值法求取视频背景图像I_bc(x)，并对大气散射模型表达式，两边取最小值操作可得：

式中，和ρ^C(x)为I_bc(x)和ρ(x)中一个彩色通道；表示对{R,G,B}通道对应的像素点取最小值；I^dark和ρ^dark定义为I_bc(x)和ρ(x)的暗通道值；

Step2、利用暗原色先验知识，若暗通道中的白色的尺寸小于灰度开运算中结构元素的尺寸，则场景反照率的暗通道值趋近于0，通过对背景图像暗通道表达式两侧进行灰度开运算后变换得到介质传播图的初始估计t(x)，且取值不大于t(x)中对应的像素点的取值；

对所述I^dark表达式两侧取灰度开运算，可得：

式中，和t′(x)为其对应值进行灰度开运算处理后的结果；

所述介质传播图的初始估计t′(x)表达式为

Step3、A的区间估计可表示为：

式中，表示对{R,G,B}通道对应的像素点取最大值；a为调节参数，并定义a为中所有像素点的灰度均值；

Step4、利用由Step3求得的大气光值A与输入视频的每一帧图像I(x)通过运算得到M(x)，进而得到逆反照率N(x)

式中，I(x)为输入的有雾视频的对应每一帧图像，A为由Step3求得的大气光值；

Step5、将Step1获得的背景图像和Step3求取的大气光值A代入大气散射模型表达式，得到介质传播图的粗略估计，所述介质传播图的粗略估计表示为t″(x)；

Step6、采用自适应参数调整的方法对Step5中求得的介质传播图的粗略估计t″(x)进行修正，t″(x)＝imadjust(t″(x),[min(t″(x)),max(t″(x))],[t_d·min(t″(x)),min(t_u·max(t″(x),1)])

式中，imadjust(g)表示对t″(x)中灰度值进行线性映射，t_d和t_u用来调节映射区间范围；

采用图像融合的方式，实现介质传播图的值域调整，通过下式得到介质传播图的最终估计t″′(x)：

t″′(x)＝ω₁·t′(x)+ω₂·t″(x)

式中，ω₁和ω₂为加权系数，且满足ω₁+ω₂＝1；

Step7、将输入的视频帧图像I(x)与Step3求得的大气光值A和求得的介质传播图代入计算，通过运算得到逆反照率N(x)：

进而得到场景反照率ρ(x)：

其中，M(x)和N(x)由Step4得到，t(x)为介质传播图由Step6得到；

Step8、将Step7的反照率ρ(x)与Step3求得的大气光值A相乘的结果进行色调调整后得到去雾视频；按照大气散射模型理论得到的初始复原图像J(x)表达式为：

对求得的经自适应对数映射算子对复原视频帧图像进行色彩调整后得到最终的输出图像J_op(x)表达式为：

式中，J^C(x)为复原视频帧图像J(x)中的一个彩色通道，J_op(x)为对J^C(x)进行色彩调整后的输出结果，为J^C(x)中像素点的最大值，O_dmax和b分别为显示设备可以显示的最大亮度值和偏置参数。