基于AS模型的單幅圖像去霧霾方法研究.pdf

1、視覺(jué)系統(tǒng)伴隨信息科學(xué)技術(shù)等的快速發(fā)展，在場(chǎng)景的捕獲和處理中發(fā)揮的作用越來(lái)越重要，然而在空氣中彌漫著水滴、煙霧等顆粒的狀況下，由于微小粒子的散射作用，成像系統(tǒng)所捕獲的圖像質(zhì)量退化，清晰度下降，顏色和對(duì)比度改變，圖像中的許多場(chǎng)景被模糊化，這不僅影響到圖像的視覺(jué)效果，對(duì)后續(xù)的信息提取與處理也造成了嚴(yán)重阻礙。因此對(duì)霧霾退化圖像處理方法的研究具有重要的實(shí)際意義和廣闊的應(yīng)用范圍。
　　目前，對(duì)彩色退化圖像的去霧霾方法主要有兩類(lèi)：一是不探究圖像

2、降質(zhì)的起因，強(qiáng)調(diào)其整體或局部特性從而達(dá)到圖像清晰化的圖像增強(qiáng)方法；二是利用大氣散射(AtmosphericScattering，AS)模型的圖像復(fù)原方法。本文屬于第二種方法，從圖像退化的物理成因出發(fā)，詳細(xì)闡述了AS模型，并對(duì)一些基于AS模型的經(jīng)典方法進(jìn)行了綜述。
　　本文在AS模型的基礎(chǔ)上研究單幅圖像去霧霾方法，主要包含了以下研究?jī)?nèi)容：
　　(1)根據(jù) AS模型中大氣光和圖像顏色空間的特性，在 YCbCr空間中，使用四叉樹(shù)分

3、層搜索法估計(jì)大氣光值，可以避免估計(jì)的不可靠性；
　　(2)利用傳輸率局部平滑的特性，假設(shè)每個(gè)子類(lèi)局部區(qū)域傳輸率是相同的，用快速、穩(wěn)定的AP聚類(lèi)算法代替需要人工設(shè)置大小的矩形窗口，根據(jù)圖像像素點(diǎn)顏色特征將其自然地分割成若干個(gè)局部區(qū)域，用于局部區(qū)域傳輸率的估計(jì)；
　　(3)基于一般情況下霧霾圖像對(duì)比度較低，本文通過(guò)估計(jì)區(qū)域傳輸率使得對(duì)比度增強(qiáng)。然而，下降的對(duì)比度的補(bǔ)償可能會(huì)引起像素值溢出，從而導(dǎo)致某些信息的損失。為此，本文設(shè)計(jì)了

4、一個(gè)包含對(duì)比度和信息丟失的成本函數(shù)，通過(guò)最小化這個(gè)成本函數(shù)，為每個(gè)子類(lèi)局部區(qū)域估計(jì)出增強(qiáng)復(fù)原圖像對(duì)比度的同時(shí)又減少信息丟失的最佳傳輸率值；
　　(4)對(duì)保持圖像邊緣細(xì)節(jié)信息的引導(dǎo)濾波算法在速度上進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)使用平滑的窗口增強(qiáng)邊緣細(xì)節(jié)，以細(xì)化粗略的局部區(qū)域傳輸率圖，更加突出了圖像的邊緣細(xì)節(jié)信息。
　　實(shí)驗(yàn)對(duì)比證明，本文所提出的方法可以更有效地提高圖像的主觀視覺(jué)效果；從客觀定量方面衡量，本文方法也優(yōu)于其它3中經(jīng)典的去霧霾算法。