[发明专利]一种基于环境光差异的图像去雾霾方法及系统

权利要求书

1.一种基于环境光差异的图像去雾霾方法，其特征在于，首先将图像分割为天空区域和非天空区域，然后分别对这两类区域按照环境光的差异进行再次分割；其次，对不同类区域采用不同模型计算该区域的透射率，恢复出不同区域的去雾霾图像；最后，对不同区域的光照进行平衡调整，输出去雾霾图像。

2.根据权利要求1所述的基于环境光差异的图像去雾霾方法，其特征在于，将图像分割为天空区域和非天空区域，具体包括：

步骤101：将图像I转换为灰度图像；

步骤102：计算灰度图像的梯度；

步骤103：对灰度图像的梯度进行保边模糊去噪；

步骤104：设定阈值t，判断天空区域，t∈[0.02,0.29]；

步骤105：对分割后的每个联通区域统计其原图像对应位置的像素平均亮度，如果大于阈值T，则为天空区域seg1；否则为非天空区域seg2,T∈[0.80,0.82]。

3.根据权利要求1所述的基于环境光差异的图像去雾霾方法，其特征在于，分别对这两类区域按照环境光的差异进行再次分割，具体包括：

步骤201、分别计算天空区域和非天空区域的暗通道值，根据天空区域和非天空区域整体的暗通道值的大小和范围设置不同的阈值w；根据确定的阈值w对暗通道图像进行再次分割得到M个区域patch₁,patch₂,patch₃...patch_M；

步骤202、对于M个不同区域，在暗通道图像分别从每个区域按照亮度大小取前0.1％的像素，并标记这些像素的位置；从原图像同区域的patch_i中在标记的位置中搜寻最高亮度值，将其作为该区域的大气环境光值A_i，i＝1,2,3…M。

4.根据权利要求1所述的基于环境光差异的图像去雾霾方法，其特征在于，对不同类区域采用不同模型计算该区域的透射率，具体为：

采用对比度增强优化方法去除天空区域雾霾，计算其透射率；

采用基于暗通道先验的方法去除非天空区域的雾霾，计算其透射率。

5.根据权利要求4所述的基于环境光差异的图像去雾霾方法，其特征在于，采用对比度增强优化方法去除天空区域雾霾，计算其透射率，具体计算步骤如下：

步骤301：建立目标优化函数初步求取透射率t(x)：

E＝E_contrast+λE_loss (1)

公式(1)为目标优化函数，式中λ为平衡因子，用于调节对比度信息和损失信息之间的比重，E_contrast为需要优化的对比度数据项，E_loss为保留的细节项，其中

式中，p为像素点，N_patch为按照环境光的差异进行再次分割得到的该区域patch中像素点的个数；I_c代表图像I天空区域的第c个颜色通道的图像，h_c为像素在单通道图像中的直方图的统计值，α_c和β_c为避免像素值超出有效区间而设定的两个阈值因子，A_patch为该区域的大气环境光值，t代表透射率；

步骤302、优化求解透射率；

步骤303、使用导向滤波器光滑透射率t(x)，消除噪音影响。

6.根据权利要求5所述的基于环境光差异的图像去雾霾方法，其特征在于，步骤303具体如下：

将滤波后的透射率视作是导向图像I(q)的仿射变换，定义为：用一个窗口对分割出的图像区域进行滤波操作，并且窗口的前进步值小于窗口的宽度，确保滤波计算过程中单个像素点被重复计算到，在每个窗口内，得到最小化的仿射尺度变换因子s和偏移分量ψ：

通过优化得到最优s和ψ的值，对窗口内每个像素从公式(2)中计算出来的t^*进一步细分，得出最终的透射率t(x)。