[发明专利]一种基于四分暗通道均值比较的偏振双图像去雾方法

说明书

本发明公开了一种基于四分暗通道均值比较的偏振双图像去雾方法，该方法包括以下步骤：步骤1，通过镜头前加装有偏振片的相机，获取预设的偏振片旋转角度的偏振带雾图像；步骤2，根据多幅所述偏振带雾图像，获取光强最大的图像I^⊥和光强最小的图像I^||；步骤3，根据I^⊥和I^||，获得原始带雾图像I以及估计无穷远处大气光强A_∞；步骤4，对I进行去雾处理，获得去雾后的图像L。本发明能够使最终输出的图像清晰化，对比度变高，梯度增强。

技术领域

本发明涉及计算机视觉与数字图像处理领域，尤其涉及一种基于四分暗通道均值比较的偏振双图像去雾方法。

背景技术

在雾和霾天气中，前者是由于天气骤然变冷使得空气中的水蒸气凝结而成，后者是由于大气污染颗粒和气溶胶悬浮在天空中导致。这两种天气下，光经过雾或霾的大气无数次反射、折射、散射后，到达相机的大气光和景物原始反射光叠加，导致拍摄的图像模糊不清、对比度差，严重影响人们对场景的观测结果。因此，图像去雾的研究对于复原场景细节、提升图像对比度具有十分重要的意义。

目前，图像去雾分为两类，一类是基于物理退化模型复原的方法，另一类是图像增强的方法。第一种方法的典型方法是偏振去雾法。Y.Y.Schechner 等人首次利用光的偏振特性，获取亮度最大和亮度最小的两幅偏振图像，实现了图像去雾，但该方法获取最好最差双图像和无穷远处大气光强依赖于人工判断，因此估计精度较低。Kaiming He提出用暗通道估计无穷远处大气光强，但这种方法会受到纯白色场景或建筑物的干扰，使得场景中白色建筑物多的情况下估计大气光强选取的像素为白色建筑物像素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于四分暗通道均值比较的偏振双图像去雾方法，使最终输出的图像清晰化，对比度变高，梯度增强。

为实现上述目的，本发明提供一种基于四分暗通道均值比较的偏振双图像去雾方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，通过镜头前加装有偏振片的相机，获取预设的偏振片旋转角度的偏振带雾图像；

步骤2，根据多幅所述偏振带雾图像，获取光强最大的图像I^⊥和光强最小的图像I^||；

步骤3，根据I^⊥和I^||，获得原始带雾图像I以及估计无穷远处大气光强A_∞；

步骤4，对I进行去雾处理，获得去雾后的图像L。

进一步地，所述步骤1中，所述预设的偏振片旋转角度包括0°、45°、 90°、和135°。

进一步地，所述步骤2具体包括：

步骤21，利用式(1)计算入射光的斯托克斯矢量S：

式中，S₀表示不加偏振片时入射光的总光强，S₁表示所述偏振片旋转角度分别为0°与90°时的光强差，S₂表示所述偏振片旋转角度分别为45°和135°的光强差，S₃为右旋圆偏振分量的信息，I₀表示所述偏振片旋转角度为0°时所述相机接收到的光强，I₉₀表示所述偏振片旋转角度为90°时所述相机接收到的光强，I₄₅表示所述偏振片旋转角度为45°时所述相机接收到的光强，I_LC表示光通过左旋圆偏振片后所述相机接收到的光强；

步骤22，利用式(2)计算出I^⊥对应的偏振片旋转角度θ^⊥和I^||对应的偏振片旋转角度θ^||：