基于稀疏表示和頻域方向濾波的圖像雨雪去除算法.pdf

1、雨雪天等惡劣天氣嚴重的降低計算機視覺系統(tǒng)的性能。由于雨雪導(dǎo)致的圖像退化使得視覺系統(tǒng)不能提供可靠的目標(biāo)檢測、物體識別和追蹤、特征提取等計算機視覺算法的處理結(jié)果。因此，將雨雪去除作為預(yù)處理手段來提高各種計算機視覺算法準(zhǔn)確性是十分必要的。
　　本文首先對現(xiàn)有雨雪去除方法進行了深入研究和比較，并將其歸納為四類：基于時空域的方法、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、雪去除算法進行了改進。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的比重修正被誤分類的非雨雪原子。此外，利用顏色掩膜進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濾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Y通道圖像進行分塊處理，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

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)計對應(yīng)方向的2D頻域楔形方向濾波器，在頻域利用設(shè)計好的方向濾波器濾除掉Y通道圖像頻譜中雨雪對應(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。實驗結(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