針對(duì)霧天圖像高亮和霧濃區(qū)域中容易出現(xiàn)場(chǎng)景透射率值求取不準(zhǔn)確,導(dǎo)致復(fù)原后的圖像細(xì)節(jié)丟失、出現(xiàn)光暈現(xiàn)象、對(duì)比度和色彩難以滿足人眼的視覺特性等問題,本文提出了一種融合GF-MSRCR和暗通道先驗(yàn)的圖像去霧算法。首先,利用加權(quán)四叉樹方法從最小通道圖中快速搜索全局大氣光值;其次,從圖像增強(qiáng)角度應(yīng)用GF-MSRCR算法初步估計(jì)場(chǎng)景透射率值,依據(jù)暗通道先驗(yàn)原理對(duì)最小通道圖進(jìn)行二次估測(cè),根據(jù)兩次求取結(jié)果按一定比例進(jìn)行像素級(jí)圖像融合,得到場(chǎng)景透射率估計(jì)值,再利用變差函數(shù)修正估計(jì)值,經(jīng)中值濾波進(jìn)一步優(yōu)化得到場(chǎng)景透射率的精確值;最后,通過大氣散射模型恢復(fù)霧天圖像,調(diào)整對(duì)比度和恢復(fù)顏色后,得到了輪廓完整且細(xì)節(jié)清晰的無霧圖像。對(duì)近景、含小部分天空區(qū)域、含大片天空區(qū)域和含白色物體場(chǎng)景霧天圖像的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文算法進(jìn)行去霧處理后的復(fù)原圖像平均提升了7.87%的信息熵值、21.95%的對(duì)比度值、47.73%的平均梯度值和15.58%的結(jié)構(gòu)相似性值,同時(shí),運(yùn)行時(shí)間降低了53.22%,對(duì)于多種類型霧天圖像顯示出較好的復(fù)原效果。融合GF-MSRCR和暗通道先驗(yàn)的圖像去霧算法能夠快速有效保留圖像的細(xì)節(jié)信息、消除光暈,滿足了... 

【文章來源】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

大氣散射模型示意圖

�。该模型的提出标志着人绹D醞枷竦難芯孔囈?肓誦碌鈉?�。春V??射模型包含大氣光成像與衰減兩種模型，被較為廣泛的應(yīng)用到圖像分析的相關(guān)領(lǐng)域的圖像退化模型是大氣光散射模型的簡(jiǎn)化版本，此模型基于以下兩個(gè)假設(shè)：（1）圖像中的景物在有限的距離之內(nèi)；（2）大氣內(nèi)粒子的類型固定且分布均勻。2.2.1入射光衰減模型電子成像設(shè)備在成圖過程中接收到被大氣中粒子散射后的戶外照射[44]，入射光衰減模型正是對(duì)此過程從基本原理的角度進(jìn)行詳細(xì)解釋。隨著成圖設(shè)備與照射光源之間的距離逐漸增大，照射光的衰弱程度也逐漸增強(qiáng)。如圖2.2所示，設(shè)照射光是在一個(gè)密封空氣介質(zhì)的圓柱體內(nèi)照射的，將一束光源照射光在內(nèi)部充滿空氣，在dx的圓柱體內(nèi)傳播，那么，可以將x處照射光強(qiáng)度的變化用如下數(shù)學(xué)表達(dá)式表述(,)()(,)dExdxEx=(2.1)其中，E(x,)為照射光在點(diǎn)x處強(qiáng)度，為可視光的波長(zhǎng)，()為大氣散射函數(shù)，是圓柱內(nèi)空氣對(duì)各個(gè)方向上的照射光的散射強(qiáng)度大小，隨著的變化而改變。圖2.2入射光衰減模型示意圖Figure2.2Schematicdiagramofincidentlightattenuationmodel將公式)1.2(兩端在x[0,d]區(qū)間中求取對(duì)應(yīng)積分0()0(,)()ddxExEe=(2.2)其中，0E()為x=0的照射光強(qiáng)度，d為成圖裝置距離物體的長(zhǎng)度。景物會(huì)對(duì)照射在其上的照射光進(jìn)行漫反射，可以將物體發(fā)生漫反射的部位看作一個(gè)發(fā)光點(diǎn)。在公式)2.2(中，可以認(rèn)為圖中所有景物對(duì)照射光的反射光之間相互平行，因此，需要對(duì)公式)2.2(的結(jié)果值做優(yōu)化，景物上一定大小的反射塊上反射點(diǎn)的反射光能量和成圖裝置同光源景物間隔二次冪成反比，如公式(2.3)。

遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文12()02()(,)dEeEdd=(2.3)如果成圖裝置收取范圍內(nèi)的大氣固定，能夠?qū)?3.2(簡(jiǎn)化處理得到)4.2(，即入射光衰減模型()0(,)()dEdEe=(2.4)2.2.2大氣光成像模型當(dāng)照射光照射目標(biāo)景物時(shí)，空氣中的粒子會(huì)對(duì)其發(fā)生散射，進(jìn)而生成散射光，這部分光線會(huì)參與電子設(shè)備的最終成圖，而參與成圖的散射光線為來自外界照射光源的照射光、照射光散射后的散射光，以及大地表面的輻射光[44]，這三部分共同組成環(huán)境大氣光。如圖2.3所示，成圖裝置會(huì)將這些大氣光收集，合成到最終成像的圖片中，因此，當(dāng)大氣環(huán)境條件較差時(shí)，電子成圖設(shè)備得到的最終成圖對(duì)比度較差，主觀視覺上有較強(qiáng)的灰白感，得到的圖片嚴(yán)重降質(zhì)。圖2.3大氣光成像模型示意圖Figure2.3Schematicdiagramofatmosphericlightimagingmodel可以設(shè)電子成圖設(shè)備接收的大氣總體均勻穩(wěn)定，由圖2.3可知，其中，dw為水平方向與介質(zhì)橫截面之間的角度，大氣光為電子成圖設(shè)備與景物之間的距離長(zhǎng)度d，介質(zhì)切面面積dS與厚度dx之間的乘積為點(diǎn)x的體積微元dV，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為2dV=dSdx=xdwdx(2.5)由公式)5.2(可知，體積微元中大氣中的介質(zhì)發(fā)生的散射作用而生成的散射光的亮度微元數(shù)學(xué)表達(dá)式為2dI(x,)=dVk()=kx()dwdx(2.6)其中，k是散射光亮度與散射強(qiáng)度之間對(duì)應(yīng)的關(guān)系系數(shù)。若dI(x,)為散射光的亮度，dV為散射光源，則大氣中粒子散射后的點(diǎn)光源照射光強(qiáng)度可用入射光衰減模型表示，數(shù)學(xué)表達(dá)式為()2(,)(,)xdIxeEdx=(2.7)


本文編號(hào)：3062818