基于散射模型的雾天图像快速复原算法

基于暗原色先验的图像去雾算法能够较好地复原雾天图像,复原的结果清晰自然,但原始算法存在计算复杂度高?大气光估计不够准确?天空区域易出 现失真以及无法处理偏色雾霾等缺点?从以上4个问题出发,以大气散射模型为基础,提出了新的估计透射率与大气光的方法?利用线性对比度拉伸对原含雾图像进行预处理,以消除偏色雾霾的影响,利用设置反馈参数的均值滤波估算雾天图像的大气透射图,通过建立权重图划分天空区域并确定大气光,根据天空区域的面积自适应地修正该区域的透射率,将其代入复原模型得到去雾图像?实验证明,该算法能够较好地克服原始算法的缺点,在降低算法复杂度的同时起到良好的复原效果?     

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.     

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。     

基于雾气深度的快速单幅图像去雾算法

针对目前去雾算法复杂度高以及复原的图像视觉效果差等问题,提出了一种新颖的去雾方法。首先,对图像的三通道进行高斯低通滤波获取图像的低频信息(亮度分量)后求平均,结合场景深度,估计出雾气深度图,获得的大气光值A比暗通道图中的最大值作为大气光值A具有更强的鲁棒性;其次,经过中值滤波,去噪的同时也维持了图像的边缘,取得较为理想的透射率;最后,通过大气散射模型反演逆过程,获得无雾图像。分析表明:所设计算法的时间复杂度较低、速度快,具有较高的鲁棒性,大大提高了图像的对比度,并取得了较好的清晰化效果。     

一种暗原色先验的图像去雾改进算法

为使视觉系统可以全天候地工作,提出一种基于大气散射物理模型和暗原色先验原理的去雾算法。通过改进的最小值滤波获取透射率图,抑制了单独使用最小值滤波产生的Halo效应和块效应,同时克服了双区域滤波中的中值滤波对图像细节保持度低的缺点;然后使用实效的导向滤波对透射率图进行处理,使之更细致;最后基于图像分割对大气光做了新定义,使复原图像更接近实际场景。实验结果表明,文中算法有效地恢复了场景的颜色和对比度,明显地提高了图像的视见度。     

单一图像多滤波联合快速去雾算法

提出一种多滤波联合单一图像快速去雾算法。首先基于大气散射光特性,计算雾天图像最小通道图,给出大气耗射函数初估计;利用双边滤波保边缘的平滑特性,对雾天图像灰度图进行平滑增强处理;再以此滤波图作为引导图,对大气散射图进行引导滤波,生成准确的能体现深度变化的大气散射图。为了正确估计全球大气光,采用循环四分图形法求解雾天图像最小通道图中最亮像素;在此基础上生成视觉上较真实的清晰无雾图像。比较实验表明算法去雾效果更完整、视见度更高、速度更快。     

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。     

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.     

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。     

大气光幕融合的去雾新方法

针对雾天场景成像设备采集的图像存在对比度低、细节不清晰的问题,提出一种结合大气光幕融合的雾天场景复原算法.首先,基于不同场景深处大气光幕的物理特性和光学成像特性,获取远景雾气分布的近似估计.其次,通过像素级融合和滤波的方法得出准确的全局大气光幕.最后,通过反演大气散射模型得到复原图像,并进行亮度和色调调整.该方法可以有效避免过度去雾现象和光晕效应等不足,能快速复原场景的对比度和颜色.实验结果表明:该算法简单高效,具有较强场景适应能力,并保证实时性.     

一种雾天退化场景快速复原方法

针对雾天条件下图像退化的问题,提出一种新的场景复原方法.首先,结合大气散射模型与光学反射成像的特性,对大气耗散函数提出物理约束条件,利用双边滤波的边缘保持特性得到大气耗散函数的初始估计.然后,引入局部均值与局部标准差近似估计图像对比度,从而降低对比度较强的部分区域的雾浓度估计来获取更加准确的大气耗散函数.最后,求解雾图成像方程,恢复理想光照条件下的辐射强度.实验结果表明:该方法对图像的细节和颜色恢复非常有效,并能有效克服边缘残雾现象以及颜色过饱和等不足.     

一种改进的有雾图像去雾算法

针对基于大气散射模型的图像去雾算法存在的图像去雾后颜色偏暗、对比度过度增强的问题,提出一种基于灰色关联度引导滤波的图像去雾算法。首先,假设有雾图像的像素可以分为正常像素和被雾霾颗粒破坏的像素,应用灰色关联理论对雾霾图像的像素值进行判断;然后,对雾霾颗粒破坏的像素进行引导滤波,通过取对数的方法缩小原始图像和滤波以后图像像素值之间的差异,在对数域中计算雾气面纱值;最后,依据大气散射退化模型反演复原清晰的图像。实验结果表明,该算法不仅可以有效改善雾霾图像的清晰度,而且能够解决去雾后存在的亮度偏暗,色彩失真等问题。     

基于滤波的单幅图像去雾方法

基于Tarel方法提出一种新的基于滤波的单幅图像去雾方法. 先利用双边滤波求出初始的大气散射光, 较好地保持了边缘平滑纹理; 再利用自适应中值滤波器进一步求得边缘清晰、 纹理平滑、 景深信息真实的大气散射光; 然后基于分层搜索的四叉树分解方法求得大气光; 最后, 依据雾天退化模型得到复原的图像. 与经典去雾算法对比结果表明, 使用该方法复原的图像更接近真实图像, 特别对于纹理较丰富的区域和远景区域去雾效果更明显.     

基于YUV 颜色空间的图像去雾算法

针对有雾天气条件下, 获得的图像严重降质问题, 提出一种基于YUV 颜色空间的快速图像去雾算法。该算法以大气散射模型为基础, 利用YUV 颜色模型提取出有雾图像的亮度分量, 对此亮度分量图像进行高斯滤波后得到散射光; 求出有雾图像的最大亮度值作为大气光, 进而求得清晰的无雾图像。实验结果表明, 该算法不仅有效地提高了降质图像的质量, 而且处理速度快, 能很好地保持图像的细节。     

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。     

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.     

基于引导滤波的单幅图像去雾算法研究

基于暗原色先验的单幅图像去雾算法较好地解决了估算雾天场景透射率的问题,算法复原的图像清晰颜色自然。但原始算法计算复杂度高、耗时长、无法满足实时性需求。介绍了引导图像滤波的原理,并将其与暗原色先验结合以改进原始算法;同时分析了滤波参数对去雾结果的影响。实验证明改进的算法在保证原算法去雾效果的同时能使算法复杂度大大降低。     

基于暗通道先验的图像去雾改进算法

为了改进常规暗通道先验的图像去雾算法中,因大气光值求取不准确引起的复原图像色偏现象,在分析有雾图像天空区域灰度均值和方差特征基础上,提出一种基于二分搜索的大气光值估计算法,获得更为合理的大气光值;针对有雾图像边缘位置暗通道值计算偏差产生的复原图像光晕效应问题,依据最小值图和暗通道图的灰度值差,获取自适应阈值,根据阈值确定图像中景深变化剧烈的边缘位置,从而对边缘位置的暗通道值进行修正。测试结果表明,该方法能够有效去除复原图像中的光晕效应,改善色偏现象,提高图像对比度,以及保留图像中更多的细节信息。     

低秩与字典表达分解的浓雾霾场景图像去雾算法

针对现有图像去雾算法对浓雾霾场景图像去雾效果不理想的问题,提出了一种低秩与字典表达分解的浓雾霾场景图像去雾算法。首先,根据大气散射物理模型与浓雾霾场景图像中"雾"的全局低秩特性,将退化图像看作低秩"雾"图与相对低秩无雾清晰图像的叠加;其次,将"雾"图表示为字典矩阵与表达矩阵的乘积,从而通过低秩与字典表达分解模型分解出"雾"图;再次,利用双三次插值将分解得到的局部"雾"图推广到全局;最后通过减去"雾"图恢复出无雾的清晰图像。实验结果表明:与现有主流图像去雾算法相比,该算法对浓雾霾场景图像的去雾效果更优,对194幅真实浓雾霾场景图像去雾后,图像平均可见边缘比到达了21.315,平均可见边缘质量因子达到了4.540,图像细节信息得到了较好的恢复。     

机场跑道图像去雾增强技术研究

随着计算机视觉的发展,图像去雾已成为计算机视觉的重要研究方向.在雾、霾等恶劣天气下采集的图像会由于大气散射的作用而被严重降质,其图像对比度低,物体特征难以辨认,此类图像不仅视觉效果差、图像观赏性低、后期处理的难度加大,更甚者在特殊场景下,会带来一些安全隐患.因此,图像去雾增强就显得尤为重要.本研究基于机场跑道雾天环境,对引入一定噪声的引导滤波算法进行改进,实现图像去雾增强.实验结果表明,改进后的引导滤波无论是增强效果还是处理速度都有明显优势.