[发明专利]一种基于透射图引导的单幅图像多解码器去雾方法

权利要求书

1.一种基于透射图引导的单幅图像多解码器去雾方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、设计基于透射图引导的去雾网络对单张的有雾图像去雾，过程如下：

步骤101、利用合成雾天数据集作为图像训练样本集，并将图像训练样本集中每张有雾图像归一化到固定尺寸；

步骤102、调取一张有雾图像作为输入有雾图像，将输入有雾图像视为第一尺度特征雾天图像H₁，对第一尺度特征雾天图像H₁进行下采样得到第二尺度特征雾天图像H₂，对第二尺度特征雾天图像H₂进行下采样得到第三尺度特征雾天图像H₃，对第三尺度特征雾天图像H₃进行下采样得到第四尺度特征雾天图像H₄；

步骤103、根据公式R_i＝RBs(H_i)，将每一个尺度上的特征雾天图像输入到级联的残差模块中进行特征增强，得到每一个尺度上对应的增强特征雾天图像R_i，其中，i＝1,2,3,4，RBs(·)为级联的残差模块；

步骤104、根据公式T_64＝Conv₁(R₄)，得到第四尺度上的透射图特征T_64，其中，Conv₁(·)为以透射图为监督信号的卷积降维模块；

根据公式DI_64＝Conv₂(R₄)，得到第四尺度上的初始去雾图像特征DI_64，其中，Conv₂(·)为以无雾图像为监督信号的卷积降维模块；

根据公式得到第四尺度上的改进去雾图像特征M_64，其中，A为注意力模块，为像素级乘法器；

根据公式T₄＝Conv_t4(T_64)，得到第四尺度上输出的透射图T₄，其中，Conv_t4(·)为第四尺度上输出透射图的卷积层；

根据公式D₄＝Conv_d4(M_64)，得到第四尺度上输出的去雾图D₄，其中，Conv_d4(·)为第四尺度上输出去雾图的卷积层；

根据公式U₃＝I(R³)，得到第三尺度上有雾特征图像U₃，其中，R³为R₄上采样到R₃对应尺寸的有雾图像，I(·)为双线性插值函数；

步骤105、根据公式得到第三尺度上的融合降维图像F₃，为通道融合模块，Conv(·)为卷积降维模块；

根据公式T_128＝Conv₁(F₃)，得到第三尺度上的透射图特征T_128；

根据公式DI_128＝Conv₂(F₃)，得到第三尺度上的初始去雾图像特征DI_128；

根据公式得到第三尺度上的改进去雾图像特征M_128；

根据公式T₃＝Conv_t3(T_128)，得到第三尺度上输出的透射图T₃，其中，Conv_t3(·)为第三尺度上输出透射图的卷积层；

根据公式D₃＝Conv_d3(M_128)，得到第三尺度上输出的去雾图D₃，其中，Conv_d3(·)为第三尺度上输出去雾图的卷积层；

根据公式U₂＝I(F³)，得到第二尺度上有雾特征图像U₂，其中，F³为F₃上采样到R₂对应尺寸的有雾图像；

步骤106、根据公式得到第二尺度上的融合降维图像F₂；

根据公式T_256＝Conv₁(F₂)，得到第二尺度上的透射图特征T_256；

根据公式DI_256＝Conv₂(F₂)，得到第二尺度上的初始去雾图像特征DI_256；

根据公式得到第二尺度上的改进去雾图像特征M_256；

根据公式T₂＝Conv_t2(T_256)，得到第二尺度上输出的透射图T₂，其中，Conv_t2(·)为第二尺度上输出透射图的卷积层；

根据公式D₂＝Conv_d2(M_256)，得到第二尺度上输出的去雾图D₂，其中，Conv_d2(·)为第二尺度上输出去雾图的卷积层；

根据公式U₁＝I(F²)，得到第一尺度上有雾特征图像U₁，其中，F²为F₂上采样到R₁对应尺寸的有雾图像；

步骤107、根据公式得到第一尺度上的融合降维图像F₁；

根据公式T_512＝Conv₁(F₁)，得到第一尺度上的透射图特征T_512；

根据公式DI_512＝Conv₂(F₁)，得到第一尺度上的初始去雾图像特征DI_512；

根据公式得到第一尺度上的改进去雾图像特征M_512；

根据公式T₁＝Conv_t1(T_512)，得到第一尺度上输出的透射图T₁，其中，Conv_t1(·)为第一尺度上输出透射图的卷积层；

根据公式D₁＝Conv_d1(M_512)，得到第一尺度上输出的去雾图D₁，其中，Conv_d1(·)为第一尺度上输出去雾图的卷积层；

步骤二、根据公式计算损失函数L，其中，x_i为尺度i上真实的透射图，y_i为尺度i上真实的无雾图，为尺度i上第一权重系数，λ_i²为尺度i上第二权重系数；

步骤三、更新权重参数集合：将损失函数L送入Adam优化器，对步骤一的基于透射图引导的去雾网络训练优化，更新基于透射图引导的去雾网络的权重参数集合；

步骤四、调取一张新的有雾图像，循环步骤一至步骤三，直到训练达到预设训练步数或者损失值不再下降或损失值小于0.015即停止训练，此时，得到去雾网络的最终权重参数集合，并确定最终的去雾网络；

步骤五、单张实际有雾图像去雾：将单张实际有雾图像送入基于透射图引导的去雾网络对单张实际有雾图像去雾，同时获得实际有雾图像的透射图和无雾图像。