基于高精度大气耗散函数的快速雾天图像复原

针对基于大气散射模型去雾的求解是一病态问题,提出一种基于高精度大气耗散函数的快速雾天图像复原算法。算法从大气散射模型出发,通过引入大气耗散函数提出一种简化的大气散射模型;通过寻找天空区域或雾最浓区域的思想构造出一种环境光的高精度求解方法;基于类形态学的思想,通过计算拉依达准则下限值的策略获取高精度的大气耗散函数,由此根据简化的大气散射模型实现对雾天图像的快速复原。实验结果表明该算法能够真实地恢复场景的色彩和清晰度,提高图像质量,并且算法的时间复杂度达到图像像素数的线性函数,在计算速度上取得了较大的提升。

修正大气耗散函数的单幅图像去雾

目的针对暗原色先验原理对雾霾图像中天空或白色物体等明亮区域透射率估计不足,导致该区域去雾后彩色失真的问题,提出一种基于暗原色先验和引导滤波修正大气耗散函数的单幅图像去雾算法。方法首先,基于暗原色先验模型得到大气耗散函数的粗估计值;其次,构造一个修正函数,纠正暗先验失效的明亮区域的大气耗散函数;然后,对修正后的大气耗散函数和求得的初始传输图分别利用引导滤波进行优化,平滑图像边缘的同时保持图像细节信息;最后,由优化后的传输图和估计的大气光值得到复原图像。结果选取多幅经典图像进行对比实验,并利用峰值信噪比和均方误差衡量去雾结果的失真程度。实验结果表明,本文算法不但在非明亮区域可以得到较好的去雾效果,而且也能使图像中的明亮区域保持原有色彩,相比而言本文算法得到的复原图像整体失真较少;对于大小为460×300像素的图像,本文算法与He方法相比,得到的复原图像峰值信噪比提高了0.600 5 d B,均方误差降低了0.002 6,耗时缩短了29.622 0 s。结论对于雾天包含明亮区域的降质图像,提出了一种修正大气耗散函数的单幅图像去雾算法。实验结果的主观和客观评价表明本文算法对天空或白色物体等明亮区域能得到较好的去雾效果,有效改善了暗原色先验原理对图像中明亮区域造成的彩色失真问题。

使用局部大气光的单幅图像去雾算法

针对传统算法去雾后图像偏暗的问题,根据去雾后图像对比度和亮度均应该增加的标准提出了一种高亮度和对比度的去雾算法。首先依据大气光与复原图像亮度成反比事实,设置像素红绿蓝(RGB)三个颜色分量均值为局部级粗糙大气光,使用具有较好抑制光晕效应的半全局加权最小二乘算法优化获取局部级大气光;然后根据去雾图像方差与大气透射率成反比事实,使用基于像素最小颜色分量的大气散射函数计算粗糙透射率,然后使用局部均值滤波器优化透射率;最后结合雾天成像模型恢复无雾图像。实验结果表明所提算法去雾图像的梯度、亮度和速度等客观指标均优于传统算法,其中亮度最少增强1.5倍。所提算法能提高去雾图像亮度、丰富图像细节和提高去雾速度,具有较好的工程应用价值。

改进的基于均值滤波的单幅图像去雾算法研究

雾天条件下采集的图像存在低对比度和低场景可见度问题,传统的去雾算法时间复杂度高、速度慢,无法应用于实时图像处理。为此,结合大气光特性提出一种改进的基于均值滤波的单幅图像复原方法。该方法以大气散射模型为基础,首先利用均值滤波得到准确的大气耗散函数;引入直方图修正机制下的自适应保护因子,更正明亮区域的大气散射函数;大气光采用效率更高的四叉树算法求解;最后由大气散射模型计算复原图像并进行图像的亮度调整,从而得到一幅清晰的无雾图像。仿真实验结果表明:该算法的场景适应能力强,复原图像色彩感丰富。与经典的去雾算法相比,该算法在保证去雾效果的同时,克服了导向滤波算法时间复杂度高、速度慢的缺陷。

基于正交偏振方向的多幅图像复原新方法

本文根据大气场景成像过程中的偏振效应原理,建立偏振成像方程,提出一种基于两幅偏振化方向互相垂直的图像复原新方法。该方法从多幅偏振图像复原原理出发,结合大气散射物理模型推导出新的偏振图像复原方程;采用双边滤波原理估算偏振图像大气耗散函数;结合图像评价指标自适应调整大气耗散函数,寻找最佳雾浓度分布;选取合适参数调整方法解决含有大面积天空区域雾霾图像复原所产生的晕轮效应。对采用传感器和KENKO CPL67MM偏振滤镜所获取的偏振图像进行大量实验测试,并和当前较具代表性的单幅图像复原方法进行比较分析。结果表明,本文的多幅偏振图像复原方法取得了更好的图像复原效果。

基于改进暗通道算法的图像去雾研究

为了提高图像去雾效果,采用改进暗通道算法.首先大气耗散函数通过混合暗通道计算,把有雾图像分为近景、远景区域,近景区域的暗通道值较小,远景区域雾较大则暗通道值也较大,对处在不同区间段的灰度值作不同程度的衰减,分段式进行映射;接着传输图增加系数优化,使得去雾后的图像真实自然;最后通过最小化代价函数和加权引导滤波克服图像光晕的存在.实验仿真显示,本文算法去雾视觉效果较好,评价指标在平均梯度、信息熵、结构相似性方面较优,其中平均梯度为5.45,相比 He算法提高了20%;信息熵为15.8,相比其他算法提高了至少10%;结构相似性为0.9,相比He算法和Fattal算法提高了至少13%.本文算法能够满足图像去雾对清晰度、信息量的要求.

一种改进的单幅图像去雾算法

为提高雾天室外拍摄图像的质量,给出一种单幅图像去雾增强算法。引入大气耗散函数,建立一种简化的大气散射模型;根据雾霭在图像中与距离所呈现出的衰减特性,通过构造指数模型,获取更精确的大气耗散函数;根据大气散射模型实现对雾天图像的复原。实验结果表明该算法能够适应雾霭浓度变化,并恢复真实场景的色彩和清晰度,提高图像质量。

单幅图像自动去雾算法

为了改善雾天环境下退化图像的视觉效果,提出一种基于物理模型的快速图像去雾算法.算法从大气散射模型出发,从有雾图像中利用腐蚀和膨胀粗略估计出大气耗散函数,再利用指导图像滤波方法细化估计大气耗散函数,进而恢复场景反照率.实验结果表明,算法可以获得更精确的大气耗散函数,复原图像的边缘轮廓及景物特征都比较清楚,可有效抑制晕环效应,且算法速度也有显著提高,可用于实时雾天图像处理.

结合天空分割修正的快速去雾方法

针对目前去雾算法对高亮天空区域处理不理想,以及去雾后的图像整体视觉效果较差的问题,提出一种结合天空区域分割修正的快速雾天图像复原方法.首先,对输入图像进行白平衡处理;其次,根据大气散射物理特性和光学成像特性对大气耗散函数做初始估计,判断是否存在天空区域,若存在天空区域,结合对比度增强调整,Otsu算法(大津法)分割出天空区域,修正天空区域的大气耗散函数;最后,由大气散射模型得到复原图像,并对复原图像做亮度调整.实验结果表明:该算法具有较强的场景适应能力,能很好地处理天空区域;复原图像具有较好视觉效果,而且执行速度更快.

结合图像融合与分割的快速去雾

目的针对机器视觉系统在雾天条件下采集的图像存在对比度低、细节模糊的问题,提出一种结合图像融合与分割的场景复原方法。方法基于光学反射成像的物理特性以及形态学运算分别获取雾气浓度的近似估计,计算图像的局部方差并利用加权融合的方法得出准确的大气耗散函数,通过分割雾气最浓区域或者天空区域求得精确的大气光值,最后由大气散射模型计算复原图像并进行亮度和色调的调整。结果该方法可以有效避免光晕效应和天空颜色失真等不足,能快速复原场景的对比度和颜色。结论实验结果表明,该方法的场景适应能力较强,复原效果和计算速度相比于前人的方法均有不同程度的提高。

消除halo效应和色彩失真的去雾算法

目的雾天条件下采集的图像存在低对比度和低场景可见度的问题,传统的去雾算法易产生halo效应和色彩失真问题。为此,结合大气散射光特性提出一种基于相对总变差的图像复原方法。方法首先从大气散射光与纹理信息无关的角度出发,利用相对总变差分离图像主结构和图像纹理信息准确估计大气耗散函数,通过引入一个自适应保护因子来避免复原图像的色彩失真问题,最后由大气散射模型计算复原图像并进行图像的亮度调整,得到一幅清晰无雾的图像。结果通过与经典的去雾算法比较,表明该方法可以有效避免halo效应和天空颜色失真等不足,并且在图像的深度突变处也能得到很好的去雾效果。结论实验表明该算法的场景适应能力较强,时间复杂度与图像的大小成线性关系,相比于前人的算法在计算速度上有一定的提高。