[发明专利]一种视频快速去雾方法

摘要

一种视频快速去雾方法，涉及视频处理技术领域，包括提取用于求取大气光值和介质传输率的背景图像的步骤、利用暗通道先验原理和区间估计方式从提取的背景图像中求取大气光值A的步骤、利用暗通道先验原理从提取的背景图像中得到介质传输率的初始估计t₁(x)和介质传输率的粗略估计t₂(x)的步骤、将介质传输率的初始估计t₁(x)和介质传输率的粗略估计t₂(x)进行像素级融合和快速联合双边滤波处理并进行值域调整得到介质传输率的最终估计t(x)的步骤及对视频去雾处理的步骤。该方法在保证良好的视频处理效果的前提下，还具有较快的处理速度，兼顾了去雾处理效果和速度。

主权项

1.一种视频快速去雾方法，包括以下步骤：步骤一、提取用于求取大气光值和介质传输率的背景图像：对于固定摄像机拍摄的视频，采用均值法提取视频序列的背景图像；对于移动摄像机拍摄的视频，先提取一帧图像的背景图像，然后每隔若干帧/秒将当前帧的背景图像和前一次提取的背景图像对应像素相减得到差分图像，将差分图像中的像素与前一次提取的背景图像的全部像素的百分比和给定阈值进行比较，若上述百分比小于给定阈值，则沿用前一次提取的背景图像，若上述百分比大于给定阈值，则提取当前帧的背景图像；步骤二、利用暗通道先验原理和区间估计方式从提取的背景图像中求取大气光值A；步骤三、利用暗通道先验原理从提取的背景图像中得到介质传输率的初始估计t₁(x)和介质传输率的粗略估计t₂(x)；采用暗通道先验原理和区间估计方式从提取的背景图像中得到介质传输率的粗略估计t₂(x)的过程包括以下步骤：利用求得的大气光值A对背景图像进行白平衡校正并将白平衡校正的背景图像限制在区间[0,1]内，从而实现对大气散射模型简化，得到简化大气散射模型；对白平衡校正的背景图像三通道对应的像素点取最小值操作，得到暗通道值，根据得到的简化大气散射模型和介质传输率的初始估计t₁(x)对场景反照率的暗通道值进行区间估计，进而得到介质传输率的粗略估计t₂(x)：上式(1)中，I″(x)为作白平衡校正后的背景图像的暗通道值，ρ^dark(x)为背景图像中场景反照率的暗通道值，ε为无穷小量；步骤四、将介质传输率的初始估计t₁(x)和介质传输率的粗略估计t₂(x)进行像素级融合得到t₃(x)，对t₃(x)进行快速联合双边滤波处理，得到滤波输出结果t₄(x)，引入自适应参数对t₄(x)进行值域调整，得到介质传输率的最终估计t(x)；在将介质传输率的初始估计t₁(x)和粗略估计t₂(x)进行像素级融合时采用加权平均算法进行处理，t₃(x)的表达式为：t₃(x)＝γ·t₁(X)+(1‑γ)·t₂(x)  (2)；上式(2)中，γ为加权系数，用来调节t₃(x)的取值，其定义为：采用1‑I^dark(x)/A对t₃(x)进行快速联合双边滤波处理，其表达式为：上式(4)中，t₄(x)为滤波输出结果，和为高斯函数，其中，σ_s为空域高斯模板的尺寸，σ_r为值域高斯模板的尺寸，为归一化系数，其表达式为：引入的自适应参数的修正值为：t₀＝min(max(n/N,0.15),0.3)  (6)；上式(6)中，N为t₄(x)中像素点的总数，n为t₄(x)中像素值小于0.15的像素点的个数，0.15和0.3用来规定t₀的上下限；得到的介质传输率的最终估计t(x)为：t(x)＝min(max(t₄(x),t₀),1)；步骤五、视频去雾处理：对于固定摄像机拍摄的视频，将获取的大气光值A和介质传输率的最终估计t(x)应用于视频所有帧进行去雾处理；对于移动摄像机拍摄的视频，将从各背景图像中获取的大气光值A和介质传输率的最终估计t(x)应用于与该背景图像对应的视频帧进行去雾处理；去雾处理时，先利用每一帧视频图像I(x)、应用于该帧视频图像I(x)的大气光值A和介质传输率的最终估计t(x)代入下式，获得该帧视频图像的去雾图像J(x)：将去雾图像J(x)中像素点的取值限制在区间[0,1]，则最终获得的去雾图像J(x)为：通过上述方式完成对视频所有帧图像的去雾处理，进而得到去雾的视频。