一种基于深度信息的图像雾效模拟算法

在已知的图像场景深度信息和大气散射模型的基础上,提出了一种基于深度的图像雾效模拟算法。算法引入了最大能见度概念,通过场景深度与雾透射率之间的比例关系将深度图直接转化为透射率图,使用引导滤波对透射率进行优化,最终通过大气散射模型生成雾效模拟图像。实验表明,算法所生成的雾效场景符合空间透射原则,在不同的能见度和大气光结合的条件下可获得变化丰富的有雾效果,具有较强的真实感。     

基于暗原色先验的快速视频去雾优化算法

对目前高分辨率视频图像去雾算法实时性差,天空及大量明亮区域处理不理想等问题,提出一种基于暗原色先验的快速视频去雾优化算法。针对视频图像,采用导向滤波和帧差法,实现快速视频去雾。根据经典大气散射物理模型,首先,利用暗原色先验估计大气光值和透射率图;然后,下采样透射率图并用导向滤波得到优化的透射率图后,上采样并改善透射率图;最终,得到去雾视频帧。与带颜色恢复的多尺度Retinex算法(MSRCR)和He算法进行对比,实验结果表明,所提优化算法能有效提高视频去雾速度,改善去雾效果。     

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。     

基于深度学习的图像去雾算法

针对有雾天气会使图像质量降低,影响对图像信息的提取,导致图像的应用价值减少的问题,提出一种基于深度学习的图像去雾算法。首先,对原有雾图像进行单尺度和多尺度的卷积来特征提取,其次再用多尺度卷积核实现图像细节的重建得到粗略的透射率传播图,同时利用原有雾图像中像素点的位置和亮度值得到大气光值,利用导向滤波得到精细透射率传播图和之前得到的大气光值进而反演出无雾图像,最终对无雾图像进行直方图颜色校正。实验结果表明,相比传统去雾算法,该算法对图像细节的处理更加自然并具有很好的视觉效果。     

航拍图像暗通道先验去雾算法速度改进

针对暗通道先验去雾算法复杂程度较高, 利用引导滤波精细化大气透射率图层时间较长的问题, 提出一种用中值滤波精细化透射率图层的算法改进航拍图像去雾速度. 改进算法定义了一种算法简单且具有边缘保护效果、与滤波窗口无关、 时间复杂度为O(1)的中值滤波器, 对云雾均匀的输入图像, 用中值滤波较好地模糊了计算暗通道图层而产生的块状处理结果. 通过计算机编码并采用无参考的客观图像质量评价方法比较算法改进前后的去雾图像效果, 定量分析与实验结果表明, 当原始图像云雾分布较均匀时, 用中值滤波算法时间复杂度低, 相比引导滤波更易实现, 既能节约去雾时间, 又能实现图像平滑处理.     

基于边缘保持滤波的单幅图像快速去雾

为了解决基于暗通道先验的图像去雾算法运行效率低下的问题以及天空等明亮灰白区域去雾后的色彩失真问题,提出一种基于边缘保持滤波的单幅图像快速去雾算法。首先根据暗通道先验规律,得到粗略的透射率图和大气光估计值;然后用边缘保持滤波算法对粗略透射率滤波得到细节平滑、轮廓清晰的精细透射率图;再用阈值法对灰白明亮区域的透射率修正,之后用边缘保持滤波算法对修正后的透射率进行平滑,得到最终的透射率图。根据估计的大气光和透射率,利用大气散射模型即可恢复出无雾图像。经测试,该算法不仅具有很高的运行效率,而且对各种类型的薄雾图像都有较好的去雾效果。客观评测也表明,该算法在对比度增强程度、色调还原程度、结构信息复原程度方面的综合指标都优于其他算法。另外,所提算法还能够实现图像处理器(GPU)像素级的并行运算,对于分辨率为1 280像素×1 024像素的彩色图像,用型号为NVIDIA GeForce 9 800GT的GPU处理,速度可达10帧/s。     

一种雾天彩色图像复原快速方法研究

暗通道优先法则在处理自然雾天图像方面取得了非常好的效果,但是该方法需要消耗大量的存储和计算时间。提出了一种改进的雾天彩色图像增强快速方法。首先,根据雾天图像模型和先验知识,计算雾天图像的暗通道先验值;并估算初始透射率图像和大气光。然后利用数学形态学方法对初始透射率图像进行处理得到优化的透射率图;并根据这个优化透射率图、大气光和原始雾天图像计算去雾图像。最后利用gama校正获得最终的彩色增强图像。仿真实验结果表明本文提出的方法能较好地对雾天彩色图像进行去雾处理,且计算速度较快。相比于基于暗原色先验的单一图像去雾方法,图像尺寸越大,该方法的计算效率越高,计算时间优势越明显。     

基于暗通道先验理论的图像去雾算法改进

提出了一种基于迭代的自适应图像去雾算法,该算法是在基于暗通道先验理论的去雾算法基础上增加了常数c补偿,为了保护边缘信息滤波时采取了双边滤波算法,最后将大气光及透射率当成一个整体并结合峰值信噪比构造了优化条件的迭代算法,实现了自适应图像去雾。模拟实验结果与多种评价性能参数的计算结果都表明,本文的改进算法不仅提高了去雾后图像的清晰度和对比度,而且迭代速度快、图像性能好。     

融合全局与区域大气光值图的暗通道图像去雾方法

针对现有图像去雾方法采用单一大气光值求解、复原图像难以兼顾亮度与远景去雾效果的问题,提出一种融合全局与区域大气光值图的暗通道图像去雾方法 .首先提出一种基于最小方差投影的大气光估计方法,减少大气光估计值受极值点的影响,提高大气光估计精度;其次,提出一种基于场景深度的区域大气光估计方法,对不同景深区域独立求解大气光估计,引入景深信息,兼顾改善近景亮度与远景去雾效果;同时,将两者融合,按照大气光值图对高亮区域透射率进行调整优化,既增加了位置相关信息,又提高了区域间的相关性,增强了复原图像亮度的均匀程度,改善了图像质量.实验结果表明,提出的算法与多种文献去雾算法相比,能够较好地平衡复原图像亮度与远景区域去雾效果,有效提高复原图像能见度,雾霾浓度评价指标(FADE)、平均梯度、信息熵及模糊系数等指标均有显著提升,复原图像更加清晰.     

改进的Otsu递归分割单幅图像去雾算法研究

针对暗原色先验去雾算法对天空区域的透射率估计值偏小问题,提出一种改进的Otsu递归分割图像去雾方法。该方法基于图像分割的思想,利用改进的Otsu递归分割算法准确分离出天空区域,结合暗原色图像灰度归一化值对天空区域透射率估计值进行修正,优化后的透射率更加接近实际值,最后通过大气散射模型得到复原图像。实验结果表明:去雾后的图像保持真实色彩,区域交叉边界处复原自然。文中算法有效解决了天空区域出现色偏和光晕问题,拓宽了暗原色先验算法的适用范围,对户外雾天图像的去雾具有良好的应用前景。     

基于路面亮度特征估算的视频能见度检测系统

为了解决现有的视频能见度算法适用面窄、检测不稳定的问题,提出了一种基于路面亮度特征估算的视频能见度检测算法.首先提取亮度、高度一致的路面区域,求取路面采样区域的视亮度,根据Koschmieder公式结合摄像机标定构建多组亮度幂函数关系,计算路面的固有亮度;最后对图像进行多点采样计算能见度距离并对计算结果进行聚类.实验数据表明,所提出的算法具有计算量小、计算精度高且普遍适用的优点.     

基于小波变换的图像增强算法

结合小波变换中相关系数理论,提出了一种基于小波变换的图像增强算法,该算法先区分小波域中由细节及噪声产生的高频系数,对由细节产生的信息进行增强,对噪声进行抑制·解决了通常算法中增强细节信号的同时也放大了噪声这个问题·实验表明,该算法在得到很好的图像增强的同时,能很好地抑制噪声,对于多噪声环境下的弱细节信号能达到很好的增强效果·     

一种支持向量机和数字图像相结合的能见度检测算法

提出一种数字图像处理和支持向量机相结合的道路能见度检测算法,针对白天和夜晚建立不同能见度检测模型.对于白天的能见度检测,通过暗通道先验原理提取场景的全局透射率,进一步计算韦伯对比度特征值和图像能量梯度值等作为支持向量机的输入,训练得到白天能见度模型;对于夜晚的能见度检测,提取明度与对比度关系值(POLC),图像的功率谱和全局梯度值作为支持向量机的输入,训练夜晚能见度检测模型.检测结果表明,该算法较好地满足了人眼视觉特性,准确度高,可应用于智能交通和辅助驾驶等领域.     

基于统计模型和方向小波的图像认证水印算法

设计了一种基于统计模型和方向小波的图像认证水印算法.提出了用方向小波变换生成图像方向流的算法,应用图像的方向流来刻画图像特征.并应用高斯分布统计模型构造出了水印修改的噪声可见强度.通过噪声可见强度筛选出含纹理信息较多的图像分块隐藏图像方向流.用户利用提取出的隐藏方向流信息和用方向小波生成的方向流作相关性检测,实现对图像的认证.该算法有较强的抗JPEG和噪声攻击能力,保证了水印图像的视觉质量和鲁棒性,并实现了盲检测,隐蔽性和安全性好.     

基于导向滤波优化暗原色先验的公路能见度检测方法

针对中国交通领域的能见度实时监测问题,通过复用公路沿线密集布设的监控摄像头,提出了一种以暗原色先验理论为基础的公路能见度检测方法。该方法针对析取的监控视频帧,通过改进的暗原色先验图像处理方法获取视频帧中特定位置的空气透射率,然后按照摄像头架设的几何参数及大气光学理论推导相应的道路能见距离。与传统的暗原色先验方法不同,现采用导向滤波对暗原色先验的空气透射率计算进行优化,可以获得更加符合真实图像的透射率结果。实验分析结果表明,该能见度计算方法可行,能见度检测结果具有较高的准确度,因此可用于解决公路能见度检测和交通安全预警等问题。     

有雾图像和沙尘图像增强算法

针对有雾图像和沙尘图像存在色差、 清晰度较差的问题, 提出一种有雾图像和沙尘图像增强算法. 首先, 在Lab颜色空间用灰度世界算法解决沙尘图像的色差问题, 将调整色差后的沙尘图像与有雾图像转换到HSV颜色空间, 分别提高图像的饱和度和对比度; 其次, 用Laplace算子检测图像的模糊程度, 对于模糊度较高的图像, 用基于加权最小二乘滤波算法去除图像的模糊特征, 进一步提高图像可见度; 最后, 与现有的去雾算法和沙尘增强算法进行对比实验. 实验结果表明, 该算法可以更好地恢复图像的色彩, 并有效提高图像清晰度.     

基于能量泛函的快速去雾算法

为了快速复原雾霾退化图像场景辐照图,提出一种基于能量泛函的模型求解算法。利用大气退化模型,首先估计降质图像的大气光;针对图像是否包含天空区域分开进行求解,较传统固定模式的求解算法更为准确有效;通过白平衡运算简化求解模型,建立新的环境光项表达式;尔后利用暗通道先验估计暗通道图像;根据假设和先验信息,构建暗通道图像与环境光项的能量泛函模型,引入L1和L2范数变换模型,通过切分Bregman迭代算法求解图像的环境光;最后将环境光项代入简化模型中反解出复原图像。通过实验验证,算法对于雾霾退化图像恢复效果较好,且较传统复原算法具有更高的运算效率。     

单幅水下图像的能见度复原算法

在水下环境中,由于光线的吸收和散射效应使得获取图像的清晰度严重降低.为恢复水下图像原始的清晰度,分析了能见度降低的物理成因,提出了一种逆图像形成过程算法.将单幅水下图像的能见度复原看成是一种特殊的滤波问题,使用中值滤波来推导水遮盖物浓度图.该算法可以消除浑浊水对图像质量的影响,能够恢复图像原始的清晰度.主要优点是它的速度快,其计算复杂度与图像像素数目成线性关系,能适用于实时处理.     

高速公路团雾视频监测预警研究

摘要：随着高速公路建设发展，运行车辆的增加，高速公路团雾天气常造成重大交通事故。高速公路团雾监测预警工作尚未开展，为推进团雾分级预警相关标准实施、减少交通事故，利用公路沿线发光目标物的视频图像分析、前散式能见度仪资料校验，基于大气衰减定律，探究水平能见度与发光目标物光亮度参数的关系。结果表明：（1）公路团雾天气水平能见度与发光目标物光亮度参数之间存在显著相关性。（2）水平能见度与发光目标物光亮度部分参数存在线性关系，并可建立线性回归模型。（3）结合“高速公路团雾预警等级”标准，可对高速公路团雾天气进行分级预警。（4）使用高速公路团雾视频监测预警平台可向交通运营、管理部门、交通参与人发布团雾分级预警信息。（5）发光目标物团雾视频图像监测预警方法具有科学性、创新性、可行性，可实现连续监测预警。发光目标物视频分析技术与GIS分析技术、GMS导航技术相结合，将形成及时、准确的高速公路团雾分级预警体系。视频图像团雾监测预警模型将会成为高速公路团雾监测预警的主要手段之一。