基于稀疏表示和頻域方向?yàn)V波的圖像雨雪去除算法.pdf

1、雨雪天等惡劣天氣嚴(yán)重的降低計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)的性能。由于雨雪導(dǎo)致的圖像退化使得視覺(jué)系統(tǒng)不能提供可靠的目標(biāo)檢測(cè)、物體識(shí)別和追蹤、特征提取等計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法的處理結(jié)果。因此，將雨雪去除作為預(yù)處理手段來(lái)提高各種計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法準(zhǔn)確性是十分必要的。
　　本文首先對(duì)現(xiàn)有雨雪去除方法進(jìn)行了深入研究和比較，并將其歸納為四類：基于時(shí)空域的方法、基于顏色特征的方法、基于頻率域的方法和基于矩陣分解的方法。在此基礎(chǔ)上對(duì)已有基于字典學(xué)習(xí)和稀疏表示的單幅彩色圖像雨

2、雪去除算法進(jìn)行了改進(jìn)。首先利用引導(dǎo)濾波代替雙邊濾波作為預(yù)處理步驟，從而更有效地分離高、低頻成分。然后利用原子中邊緣點(diǎn)的比重修正被誤分類的非雨雪原子。此外，利用顏色掩膜進(jìn)一步提升雨雪去除效果。
　　另外，本文還提出了一種基于頻率域方向?yàn)V波器的單幅彩色圖像雨雪去除方法。具體地，算法首先將輸入彩色圖像變換到Y(jié)CbCr空間，僅對(duì)Y通道圖像進(jìn)行分塊處理，保持CbCr通道不變。根據(jù)Y通道圖像的局部邊緣方向直方圖，獲取其全局圖像邊緣方向，以此來(lái)

3、判斷雨雪下落方向，而雨雪空間域下落方向與頻率域楔形頻譜方向垂直，由此得到雨雪楔形頻譜的方向。利用McClellan變換設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)方向的2D頻域楔形方向?yàn)V波器，在頻域利用設(shè)計(jì)好的方向?yàn)V波器濾除掉Y通道圖像頻譜中雨雪對(duì)應(yīng)的頻譜部分。最后將濾波后的 Y通道圖像頻譜執(zhí)行傅里葉反變換將其變換回空間域，與原始的CbCr通道圖像相組合，得到去除雨雪后的彩色圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提算法能夠處理各種雨雪下落方向的雨雪天圖像，與已有方法相比，能夠在保留更多圖