基于單幅圖像去霧算法的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)視覺廣泛地運(yùn)用于醫(yī)學(xué)、航空、安防和交通等各個(gè)領(lǐng)域中，而圖像去霧也已成為了眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。在霧天的條件下，室外拍攝到的圖像由于受到空氣中氣溶膠粒子的散射作用而出現(xiàn)退化現(xiàn)象，使得圖像對(duì)比度降低、細(xì)節(jié)模糊和顏色暗淡，不利于對(duì)圖像特征的識(shí)別與提取。尤其對(duì)在室外工作的光學(xué)成像儀器造成很大的影響，比如交通導(dǎo)航、目標(biāo)的檢測(cè)與識(shí)別、航拍以及各種室外監(jiān)控系統(tǒng)等。為了改善有霧圖像的視覺效果以及凸顯圖像特征便于計(jì)算機(jī)視

2、覺系統(tǒng)進(jìn)行處理，需要對(duì)圖像進(jìn)行去霧處理。本文分別從基于物理模型和基于圖像增強(qiáng)兩方面對(duì)單幅圖像去霧算法進(jìn)行研究，以下是本文的主要研究?jī)?nèi)容:
　　1)在基于物理模型去霧方面，主要介紹基于暗通道先驗(yàn)去霧算法。詳細(xì)介紹其實(shí)現(xiàn)去霧的相關(guān)原理，并且分別采用軟摳圖算法和引導(dǎo)濾波器算法對(duì)暗通道先驗(yàn)算法中的透射率進(jìn)行優(yōu)化，消除去霧后圖像中出現(xiàn)的光暈現(xiàn)象。另外，針對(duì)暗通道先驗(yàn)原理處理含有大片明亮區(qū)域圖片時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的色彩偏移現(xiàn)象，通過引入一個(gè)容差機(jī)制對(duì)

3、明亮區(qū)域的透射率進(jìn)行修正，使圖像色彩恢復(fù)正常。
　　2)針對(duì)軟摳圖算法對(duì)透射率優(yōu)化過程中，算法復(fù)雜度高和耗時(shí)量大，難以滿足實(shí)時(shí)性的要求，提出一種基于中值濾波的快速去霧優(yōu)化算法。該方法通過利用中值濾波器直接獲取圖像的環(huán)境光和大氣光的估計(jì)值，并結(jié)合結(jié)構(gòu)相似性原理(SSIM)對(duì)算法中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到自動(dòng)化的去霧效果，去霧處理的平均速度比軟摳圖算法提升了二十幾倍。
　　3)在基于圖像增強(qiáng)去霧方面，介紹了幾種經(jīng)典的圖像增強(qiáng)方法。分

4、別介紹了直方圖均衡化，單尺度Retinex(SSR)算法，多尺度Retinex(MSR)算法和帶色彩恢復(fù)的Retinex(MSRCR)算法，并對(duì)這些算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析，總結(jié)它們的優(yōu)缺點(diǎn)。在圖像增強(qiáng)的理論基礎(chǔ)上提出一種基于CLAHE和圖像分解去霧算法，該方法首先采用限制對(duì)比度直方圖均衡化(CLAHE)對(duì)有霧圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，然后在照明-反射模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)照射分量與反射分量的不同特征對(duì)增強(qiáng)后的圖像進(jìn)行梯度濾波，將圖像進(jìn)行分解，獲得最終包