光學(xué)成像系統(tǒng)對(duì)霧、霾等惡劣天氣較敏感。受大氣中水分子等微小顆粒對(duì)光線的吸收和散射影響,在這些條件下獲取的圖像對(duì)比度、顏色飽和度和可見(jiàn)度大大降低,嚴(yán)重影響了圖像在計(jì)算機(jī)和許多視覺(jué)系統(tǒng)中的使用。圖像去霧技術(shù)旨在去除有霧圖像中的天氣影響,并恢復(fù)場(chǎng)景的可見(jiàn)度和真實(shí)色彩。因此,在攝影、視頻監(jiān)控、對(duì)地觀測(cè)和其他計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用中,圖像的清晰度復(fù)原研究具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。論文以圖像復(fù)原方法中的大氣散射模型為基點(diǎn),針對(duì)目前去霧算法中存在的一些問(wèn)題,如景深霧氣處理困難,景深估計(jì)困難,透射率估計(jì)不準(zhǔn)確等,提出三種可行性算法:（1）線性約束下的高斯自適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差去霧算法。針對(duì)暗通道先驗(yàn)算法中透射率在天空等明亮區(qū)域估計(jì)過(guò)小以及最小濾波使用不足問(wèn)題,首先利用有霧圖像的最小通道圖構(gòu)造高斯函數(shù)來(lái)近似估計(jì)無(wú)霧圖像的最小通道效果,從而提高天空等明亮區(qū)域透射率的準(zhǔn)確度;然后為了防止無(wú)霧圖像最小通道灰度級(jí)超出范圍,提出線性系數(shù)進(jìn)行約束使得其灰度級(jí)分布在一定范圍內(nèi);其次,觀察到高斯函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差與霧濃度呈負(fù)相關(guān),提出自適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)控制最終復(fù)原效果,并利用交叉雙邊濾波進(jìn)行優(yōu)化得到較準(zhǔn)確的透射率,從而得到最終的復(fù)原圖像。... 

【文章來(lái)源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

戶外獲取的有霧圖像

線性約束下的單幅圖像清晰度復(fù)原算法研究-12-(a)無(wú)霧圖像(b)暗通道圖圖2.4暗通道結(jié)果圖2.2.2暗通道先驗(yàn)滿足條件暗通道先驗(yàn)滿足的條件主要有以下三個(gè)因素：（1）陰影區(qū)域,，如車(chē)影、建筑物以及城市景觀圖像中窗戶投下的陰影、樹(shù)影等，這些陰影區(qū)域的像素值較低，趨近于0；（2）色彩鮮艷的物體，這些物體的通道中至少有一個(gè)顏色通道值較低，如綠樹(shù)/綠草等綠色植物（顏色通道中紅色分量值較低），紅花/黃花，藍(lán)色表面的湖水（顏色通道中紅/黃色分量值較低）等，包含這些物體的圖像具有較低的暗通道值；（3）黑暗物質(zhì)，如暗色的樹(shù)干或石頭，如圖2.5所示。由于這些自然的戶外圖像通常是彩色的并且充滿陰影，因此這些圖像的暗通道值非常低。2.2.3透射率與大氣光估計(jì)由于大氣散射模型中有三個(gè)未知量和一個(gè)已知量，因此要求得透射率t(x)，需基于兩個(gè)前提，一是假設(shè)大氣光值A(chǔ)已求出，二是在圖像劃分的局部區(qū)域(x)內(nèi)，假設(shè)透射率恒定，為t(x)�；谝陨蟽蓚�(gè)假設(shè)，對(duì)公式(2.4)作兩次最小濾波，由此得到暗通道的表達(dá)式：

蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-13-()()()()minmin()minmin(1())ccccyxcyxcIyJytxtxAA=+(2.9)根據(jù)式(2.6)和式(2.7)，t(x)的初始估計(jì)為：()()()1minminccyxcIytxA=(2.10)式(2.10)中，為了得到一幅更為自然真實(shí)的復(fù)原圖像，He等人引入一個(gè)調(diào)整參數(shù)，取值為=0.95。一般而言，大氣光值的選取為圖像中霧最不透明的區(qū)域。有霧圖像的暗通道可近似估計(jì)霧濃度，因此He等人采用暗通道來(lái)檢測(cè)圖像中霧最不透明的區(qū)域，從而提出估計(jì)大氣光的算法：（1）首先選擇有霧圖像暗通道圖中最亮的0.1%像素點(diǎn)（這些像素點(diǎn)一般位于霧最不透明區(qū)域）（2）將選中的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)到有霧圖像中，其中亮度值最高的像素值即為大氣光值。(a)陰影(b)彩色物體(c)暗物質(zhì)圖2.5暗通道滿足條件2.2.4濾波窗口選取濾波窗口大小的選擇也是暗通道先驗(yàn)成立的關(guān)鍵因素之一。一般來(lái)說(shuō)，濾波窗口的尺寸選取越大，窗口包含暗像素的概率越大，則暗通道先驗(yàn)效果會(huì)越好。從圖2.6(a)中可以看出，濾波窗口尺寸越大，圖像的暗通道越暗，而選取尺寸較小的濾波窗口，會(huì)使得式(2.6)計(jì)算不精確，并且恢復(fù)的圖像產(chǎn)生過(guò)飽和現(xiàn)象。另外，前文假設(shè)濾波窗口內(nèi)的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]結(jié)合自適應(yīng)霧氣估計(jì)的快速單幅圖像去霧[J]. 楊燕,劉瓏瓏,張得欣,楊志飛.  光學(xué)精密工程. 2019(10)
[2]線性約束下的高斯自適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差去霧算法[J]. 劉瓏瓏,楊燕.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2019(08)
[3]基于高斯權(quán)重衰減的迭代優(yōu)化去霧算法[J]. 楊燕,陳高科,周杰.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2019(04)
[4]Recent Advances in Image Dehazing[J]. Wencheng Wang,Xiaohui Yuan.  IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(03)
[5]基于暗通道先驗(yàn)和Retinex理論的快速單幅圖像去霧方法[J]. 劉海波,楊杰,吳正平,張慶年,鄧勇.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2015(07)
[6]圖像去霧的最新研究進(jìn)展[J]. 吳迪,朱青松.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2015(02)

博士論文
[1]圖像去霧處理模型與算法研究[D]. 鞠銘燁.南京郵電大學(xué) 2018

碩士論文
[1]高斯模型下的單幅圖像可見(jiàn)度復(fù)原算法研究[D]. 陳高科.蘭州交通大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3216645