[发明专利]一种UUV近海面可见光图像去雾方法

说明书

本发明提供的是一种UUV近海面可见光图像去雾方法。(1)获取原始有雾图像，求取三个颜色通道的最小值，记为M(x)；(2)利用M(x)和四叉树细分法的改进方法求取全局大气光；(3)对M(x)进行自适应表面模糊；(4)求出大气散射函数；(5)借助雾天成像物理模型求得无雾图像并输出。本发明对三个颜色通道的最小值图像进行自适应表面模糊，每一个像素都有自己的卷积矩阵，能够较好的保持目标物体的边缘，有利于后续的目标识别、定位和跟踪。同时，为了克服滤波后局部偏暗的现象，借助全局大气光粗略地将图像分为暗区域和亮区域，分别使用不同的半径进行模糊处理。该发明去雾程度较好而且能够克服天空光晕现象。

技术领域

本发明涉及的是一种光视觉成像方法，尤其是一种UUV近海面可见光图像的去雾方法。

背景技术

中国海岸线漫长，海上天气状况复杂，由于海雾引起的船只碰撞事故屡见不鲜。光在大气介质中传播时被悬浮颗粒折射或反射，导致安装在海事浮标或者UUV上的摄像机拍摄的视频图像中的大量特征被掩盖，对比度下降，边缘细节模糊，容易造成图像内容的误判，从而对后续的目标定位、识别与跟踪造成影响。因此，海上光视觉图像的去雾处理是一项实用且具有挑战性的问题。

文献《Single Image Haze Removal Using Dark Channel Prior》(Proceedingsof IEEE CVPR.Miami，USA：IEEE Computer Society,2009:2341-2353)中提出了一种基于暗通道先验的去雾方法。首先利用最小值滤波粗估计出透射率，然后采用软抠图算法对透射率进行细化，进而恢复无雾图像。但是，暗原色先验基于无雾图像的统计学规律，如果目标场景内在就和大气光类似，比如海面白色波浪、天空区域或明亮区域，由于前提条件不正确，导致在这些区域估计的透射率过小，引起恢复后的无雾图像大面积失真或局部出现黑斑现象。因此，基于暗通道去雾的方法不能够完全适应水面雾天图像。

文献《Fast Visibility Restoration from a Single Color or Gray LevelImage》(Proceedings of IEEE ICCV,2009:2201–2208)中利用中值滤波的变形式估计大气耗散函数，假设大气耗散函数在可行域中逼近最大值，且局部变化平缓，提出一种快速图像去雾方法。但是，中值滤波并非好的边缘保持滤波方法。另有很多基于暗通道和雾天成像物理模型的改进方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够较好地保留图像边缘，去雾程度好而且能够克服天空光晕现象的UUV近海面可见光图像去雾方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)获取原始有雾图像，求取三个颜色通道的最小值，记为M(x)；

(2)利用M(x)和四叉树细分法的改进方法求取全局大气光；

(3)对M(x)进行自适应表面模糊；

(4)求出大气散射函数；

(5)借助雾天成像物理模型求得无雾图像并输出。

本发明还可以包括：

1、所述利用M(x)和四叉树细分法的改进方法获取全局大气光具体包括：

1)将图像分为四个矩形区域；

2)求取各区域的平均像素值和方差，平均像素值减去方差视为各区域得分；

3)将得分最高的区域划分为四个小区域；

4)重复步骤2)～3)，直到最高得分区域的面积小于预先设定的阈值S_T；

5)取该区域的最亮点，其像素值即为全局大气光A。