發(fā)布時(shí)間：2021-08-26 01:42

　　在霧霾環(huán)境中,由于空氣中的微小顆粒吸收和散射光,會(huì)改變光的傳播路徑,使成像設(shè)備所生成的圖像和視頻呈現(xiàn)出對(duì)比度下降和色彩失真現(xiàn)象,會(huì)對(duì)后續(xù)的圖像處理過(guò)程產(chǎn)生較大的影響。因此,消除或減少霧霾天氣帶來(lái)的圖像失真問(wèn)題,可以提高相關(guān)系統(tǒng)的整體性能,具有較強(qiáng)的理論價(jià)值和實(shí)際意義。針對(duì)這一問(wèn)題,研究者們提出了包括暗通道先驗(yàn)去霧算法在內(nèi)的多種圖像去霧算法。本文在基于大氣散射模型去霧算法的基礎(chǔ)上,對(duì)暗通道先驗(yàn)去霧算法進(jìn)行了深入研究,并對(duì)該算法存在的問(wèn)題提出了改進(jìn)方法,具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）通過(guò)分析暗通道先驗(yàn)去霧算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)暗通道先驗(yàn)算法去霧結(jié)果中存在色彩失真、圖像偏暗等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題,本文提出了一種改進(jìn)的暗通道先驗(yàn)圖像去霧算法。首先,計(jì)算圖像中像素點(diǎn)的R、G和B通道的像素值的方差來(lái)判斷其波動(dòng)幅度,若波動(dòng)較大,則選出三個(gè)通道中最小值為當(dāng)前像素點(diǎn)的暗通道像素值,若波動(dòng)較小,則通過(guò)其周圍像素點(diǎn)中最小通道的均值來(lái)確定當(dāng)前點(diǎn)的暗通道值,從而得到精準(zhǔn)的暗通道圖和大氣光值;其次,通過(guò)采樣和插值的方法來(lái)加快透射率圖的計(jì)算;最后,通過(guò)將圖像轉(zhuǎn)化到HSI色彩模型,對(duì)圖像的亮度、色調(diào)和飽和度的進(jìn)行圖像復(fù)原。（2... 

【文章來(lái)源】：陜西科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１大氣散射模型??Ｆｉｇ．?２－１?Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ?ｍｏｄｅｌ??

?Ａ）?＋?＾（ｘ，／ｌ）?（２－１）??式中，／（ｘ，；Ｌ）是霧天天氣下物體成像系統(tǒng)獲取到的帶霧圖像，鞏ｘ，Ａ）是通過(guò)表達(dá)式所需??要的無(wú)霧圖像；其中ｘ參數(shù)代表圖像中某一像素點(diǎn)的位置，Ａ是光的波長(zhǎng)；乙代表無(wú)窮??遠(yuǎn)出的大氣光參數(shù)，／?＝?透射率圖的計(jì)算函數(shù)，大多數(shù)去霧方法都是圍繞透射率??圖的計(jì)算，主要就是融入不同的先驗(yàn)知識(shí)，或者是利用圖像處理的方法來(lái)求得透射率圖，??再利用帶霧圖像估計(jì)出大氣光參數(shù)，進(jìn)而可以帶入公式（２－１）中復(fù)原出無(wú)霧圖像／？（ｘ，Ａ）。??入射光衰減模型如圖２－２所示。??故時(shí)介?？??入射Ｔ？彳／？光??圖２－２入射光衰減模型??Ｆｉｇ．?２－２?Ｉｎｃｉｄｅｎｔ?ｌｉｇｈｔ?ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ??可以將圖２－２用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行表示，空氣中的散射介質(zhì)的寬度可以看作是辦，當(dāng)入??射平行光透過(guò)若干個(gè)寬度為辦散射介質(zhì)，那么可以在ｘ處定義變化情況為：??＃（以?（２＿２）??￡（ｘ，又）??式中，五（ｘ，Ａ）是光線通過(guò)散射介質(zhì)衰減之后的光的強(qiáng)度，Ａ／１）是散射介質(zhì)的散射系數(shù)，??不同介質(zhì)對(duì)于不同波長(zhǎng)的光的散射能力不同，當(dāng)輸入的光是平行光時(shí)，假設(shè)未衰減光束??光強(qiáng)為盡（Ａ）時(shí)，通過(guò)對(duì)上述微分方程從到；進(jìn)行積分，即可得到平行光束再ｘ＝ｄ??處衰減后的光強(qiáng)。??Ｐ｛Ｘ）ｄｘ??Ｅ（ｄ，Ａ）?＝?Ｅ０（Ａ）ｅ?Ｌ?（２－３）??１１??

氣中散射介質(zhì)的散射系數(shù)，ｃ／為成像系統(tǒng)位置到物體位置的距離，??是入射光線在ｘ＝０處的光照強(qiáng)度，；Ｌ表示入射光線的波長(zhǎng)，此處假設(shè)大氣中散射??介質(zhì)的分布是均勻的，則式（２－３）可以表示為??Ｅ｛ｄ，Ａ）?＝?Ｅ０｛Ｘ）ｅＰＵ）ｄ?（２－４）??式（２－４）為入射光衰減的表達(dá)式，五（ＡＡ）是需要求得的入射光景物深度。??當(dāng)遇到復(fù)雜的天氣情況時(shí)，入射光會(huì)經(jīng)過(guò)多個(gè)散射介質(zhì)的散射，此時(shí)入射光衰減的??模型就不能成立，但是在霧天天氣情況下，該模型依舊能夠成立，接下來(lái)介紹物體成像??模型，如圖２－３所示。??太陽(yáng)光??漫反射光??Ｎ?＾?？??地面反射光??圖２－３物體成像模型??Ｆｉｇ．?２－３?Ｏｂｊｅｃｔ?ｉｍａｇｉｎｇ?ｍｏｄｅｌ??探測(cè)器接受到的大氣光成分主要包括三部分，分別是地面反射光線、大氣漫反射光??線和太陽(yáng)光。如圖２－３所示，散射介質(zhì)的體積微元為可以將其看作是一個(gè)??光點(diǎn)，其強(qiáng)度為辦幻９（Ａ），?Ａ：為光源常量。由上述的損耗公式可??知，到達(dá)探測(cè)器的光強(qiáng)可以寫為：??ｄＬ（ｘ，Ｘ）?＝?ｄＩ｛ｘ，Ｘ）ｅ￣Ｐ（Ｘ）ｘ?／?ｄｗｘ２?＝?ｋ（３（Ｘ）ｅ￣Ｐｉ／?］ｘｄｘ?（２－５）??其中，在ｘ＝０，?區(qū)間進(jìn)行積分可以得到總的大氣光強(qiáng)值，可得出：??Ｌ｛ｄ，Ｘ）?＝?ｋ（＼－ｅ－＾）ｄ）?（２－６）??由于光源的距離無(wú)窮遠(yuǎn)，所以無(wú)窮遠(yuǎn)處的光強(qiáng)值表示為ｔ可以令Ａ?＝?那么??大氣光強(qiáng)值可以表示為：??Ｌ｛ｄ，Ｘ）?＝?Ｌｘ｛ｍ－ｅ￣ｐｗｄ）?（２－７）??成像系統(tǒng)中的總光強(qiáng)可以用公式（２－８）表示，即：??Ｉ（ｘ）?＝?Ｌ－Ｐ＾－?ｅ－ｍｘ）?＋?Ｌｘ（＼－ｅ￣ｍｘ））?（２－８）??

【參考文獻(xiàn)】：
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[3]基于暗原色先驗(yàn)的圖像去霧算法研究[D]. 董林娜.山東師范大學(xué) 2015
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[7]基于改進(jìn)的暗原色先驗(yàn)理論的監(jiān)控視頻去霧算法[D]. 王金艷.西安電子科技大學(xué) 2014
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