[发明专利]一种基于雾气浓度特征的图像去雾方法

摘要

本发明提出一种基于雾气浓度特征的图像去雾方法，包括：求取有雾图像中每个像素的雾气浓度特征值；基于雾气浓度特征值，利用图像分割方法将有雾图像分割获得子场景集；在子场景集中筛选出类天空区域；选择类天空区域中饱和度分量最低的前1％的像素组成候选像素集，选择候选像素集中亮度分量最大的前10％的像素作为大气光区域，求取大气光区域中所有像素的强度均值作为全局大气光值；求取有雾图像中每个像素的透射率；根据全局大气光值和透射率得到去雾图像。本发明方法在去雾处理过程中能准确定位大气光区域，不易受有雾图像中高亮噪声点或干扰物的影响，从而得到准确的全局大气光值，获得更好的去雾效果，用于各种有雾图像的去雾，鲁棒性好。

主权项

1.一种基于雾气浓度特征的图像去雾方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，在有雾图像中定位大气光区域，计算全局大气光值，具体包括：S101、获取有雾图像，根据下式求取有雾图像中每个像素的雾气浓度特征值：S(x,y)＝γ₁·I′(x,y)+γ₂·▽I(x,y)+γ₃·I°(x,y)+γ₄其中，S(x,y)表示有雾图像中像素(x,y)的雾气浓度特征值，I′(x,y)表示像素(x,y)的亮度分量，▽I(x,y)表示像素(x,y)的梯度分量，I°(x,y)表示像素(x,y)的饱和度分量，γ₁表示亮度权值，γ₂表示梯度权值，γ₃表示饱和度权值，γ₄表示量化误差补偿值；S102、基于雾气浓度特征值，利用图像分割方法对有雾图像进行分割，获得子场景集{Δ(k),k∈[1,K]}，其中Δ(k)表示第k个子场景，K表示子场景的总个数；S103、在子场景集{Δ(k),k∈[1,K]}中，利用下式筛选出类天空区域：其中，表示类天空区域，(x,y)表示子场景Δ(k)中的像素，S(x,y)表示像素(x,y)的雾气浓度特征值，|Δ(k)|表示子场景Δ(k)中的像素总数；S104、选择类天空区域中饱和度分量最低的前1％的像素组成候选像素集，选择候选像素集中亮度分量最大的前10％的像素作为大气光区域，求取大气光区域中所有像素的强度均值作为全局大气光值L_∞；S2，求取有雾图像中每个像素的透射率，具体包括：S201、根据S1得到的全局大气光值，求取有雾图像中每个像素分别在局部像素块大小为15×15和局部像素块大小为1×1下的透射率，从而构成第一透射图t_α和第二透射图t_β，计算透射率的公式如下：其中，t(x,y)表示像素(x,y)的透射率，Ω(x,y)表示以有雾图像中的任意一个像素(x,y)为中心的局部像素块，I^c(x',y')表示局部像素块Ω(x,y)中任意一个像素(x',y')的R、G、B三个通道的任意一个通道的强度值，L_∞表示全局大气光值；S202、将第一透射图t_α分解为不同的频率分量，得到第一透射频率分量集将第二透射图t_β分解为不同的频率分量，得到第二透射频率分量集其中表示第一透射频率第i个分量，表示第二透射频率第i个分量；S203、使用下式将第一透射频率分量和第二透射频率分量进行融合，得到M+1个融合频率分量：其中，表示融合频率第i个分量，S204、将M+1个融合频率分量重构，得到融合透射图t_fusion；S205、判断S103获得的类天空区域是否为天空区域，具体包括：S2051、利用下式计算天空场景雾气浓度值：其中，表示天空场景雾气浓度值，(x,y)表示类天空区域中任意一个像素，S(x,y)表示像素(x,y)的雾气浓度特征值，表示求取类天空区域中所有像素的雾气浓度特征值的均值；S2052、利用下式计算天空场景面积占比：其中，P表示天空场景面积占比，表示类天空区域中的像素总数，res表示有雾图像的分辨率；S2053、若天空场景雾气浓度值大于等于0.6且天空场景面积占比大于等于0.2，则判定类天空区域为天空区域，其中Δ_sky表示天空区域，否则执行S3；S206、利用下式对有雾图像中每个像素的融合透射率进行一次修正，得到一次修正透射率：其中，t'_fusion(x,y)表示有雾图像中的像素(x,y)的一次修正透射率，S(x,y)表示像素(x,y)的雾气浓度特征值，表示求取天空区域Δ_sky中所有像素的雾气浓度特征值的均值，t_fusion(x,y)表示像素(x,y)的融合透射率；S207、使用下式对有雾图像中每个像素的一次修正透射率进行二次修正，得到二次修正透射率作为该像素的透射率：其中，t_final(x,y)表示有雾图像中的像素(x,y)的二次修正透射率，t'_fusion(x,y)表示像素(x,y)的一次修正透射率，▽t_fusion(x,y)表示像素(x,y)的融合透射率的梯度分量，▽t'_fusion(x,y)表示像素(x,y)的二次修正透射率的梯度分量，表示求二范数的平方，α₁表示第一正则化因子，α₂表示第二正则化因子，α₃表示第三正则化因子；S3，根据全局大气光值和透射率得到去雾图像。