有霧天氣限制了戶外場景的能見度,降低了圖像對比度。圖像去霧技術(shù)能夠通過減弱或消除圖像中的霧氣干擾,提高圖像的清晰度和對比度,恢復(fù)清晰真實(shí)的場景。本文基于暗通道先驗(yàn)理論,在大氣光值求解、透射率優(yōu)化和去霧算法改進(jìn)等方面展開研究工作,提出了一些改進(jìn)思路和方法。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn):（1）針對暗通道先驗(yàn)去霧方法中,大氣光值求取不準(zhǔn)確易造成復(fù)原圖像產(chǎn)生色偏的問題,通過分析圖像中天空區(qū)域像素灰度值的均值-方差特征,提出了一種基于二分搜索的大氣光值估計方法。首先根據(jù)圖像中天空區(qū)域像素灰度值大的特征,確定出包含天空區(qū)域的圖像部分;然后根據(jù)天空區(qū)域像素灰度方差小的特征,對天空區(qū)域進(jìn)行二次定位,進(jìn)一步在包含天空區(qū)域的圖像部分中確定出天空部分的子區(qū)域;最后,取天空部分的子區(qū)域的像素均值作為圖像的大氣光值。實(shí)驗(yàn)表明,本方法可以快速地識別出圖像中的天空區(qū)域,得到可靠的大氣光估計值,進(jìn)而改善去霧圖像色偏問題。（2）針對傳統(tǒng)的暗通道先驗(yàn)方法中,圖像景深變化劇烈位置的透射率計算不準(zhǔn)確導(dǎo)致的光暈效應(yīng)問題,提出了一種基于高斯曲率濾波的透射率優(yōu)化方法。高斯曲率濾波能夠利用圖像的離散性和微分幾何的連續(xù)性實(shí)現(xiàn)隱式地曲率優(yōu)... 

【文章來源】：河南工業(yè)大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

霧天室外圖像

92.2物理模型去霧基本理論2.2.1大氣散射模型光線在傳播過程中，遇到大氣中的懸浮顆粒會產(chǎn)生吸收、散射和折射現(xiàn)象，使光線強(qiáng)度受到衰減，其中散射起主導(dǎo)作用。McCartney[4]推導(dǎo)出了大氣散射模型，該模型主要由入射光模型及環(huán)境光模型兩部分組成。入射光模型描述了光線強(qiáng)度隨著目標(biāo)位置到相機(jī)等設(shè)備的距離增大而不斷減弱的過程。環(huán)境光模型表現(xiàn)了周邊環(huán)境中所有光線對最終成像產(chǎn)生的影響。入射光和環(huán)境光這兩種光線疊加結(jié)果構(gòu)成了成像設(shè)備最終獲取的場景光圖像。（1）環(huán)境光成像模型成像設(shè)備接收場景光線時，大氣中的微粒和光線相互作用而發(fā)生散射現(xiàn)象，從而降低最終的圖像清晰度。目標(biāo)景物的反射光穿過空氣到達(dá)成像設(shè)備的過程就是大氣光模型。在這個過程中，場景點(diǎn)的反射光的光線強(qiáng)度會環(huán)境光光源的影響發(fā)生增強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象。當(dāng)目標(biāo)景物和成像設(shè)備間的距離發(fā)生變化時，景物反射光的強(qiáng)度受周圍環(huán)境光的影響也會發(fā)生改變。當(dāng)兩者距離很遠(yuǎn)時，環(huán)境光對景物反射光線的作用會增強(qiáng)，反之會減弱。如圖2所示。通過研究環(huán)境光在圖像的成像過程中起到的作用，可以對環(huán)境光進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。如圖3所示。圖2環(huán)境光參與成像示意圖?耡

11耦礄礄礄礄礄礄圖4入射光衰減示意圖為更加詳細(xì)具體地表示入射光衰減現(xiàn)象，深入分析光線衰減過程并對其建立模型，如圖5所示。鬄鬄圖5入射光衰減模型圖5給出了入射光的衰減模型示意圖，假設(shè)光線穿過布滿散射介質(zhì)的圓柱形容器，光線從一端進(jìn)入容器，經(jīng)容器中介質(zhì)的散射作用后從另一端出來，在dx距離內(nèi)光被吸收，βdx代表被減弱的光強(qiáng)，這里β是大氣散射系數(shù)。容器中不同位置的大氣散射系數(shù)不一樣，入射光隨之發(fā)生改變，衰減模型可以表示為：0()1(,)()ddxDdDeβλλλ=?(2.5)如果以理想狀態(tài)作為前提條件，即光線在容器內(nèi)是均勻分布的，且是各向同性的。則公式(2.5)可改寫為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]基于改進(jìn)暗通道算法的圖像去霧研究[J]. 程磊,劉勇軍.  計量學(xué)報. 2019(02)
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[7]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.  自動化學(xué)報. 2015(07)
[8]基于非局部相似模型的壓縮感知圖像恢復(fù)算法[J]. 沈燕飛,李錦濤,朱珍民,張勇東,代鋒.  自動化學(xué)報. 2015(02)
[9]圖像去霧的最新研究進(jìn)展[J]. 吳迪,朱青松.  自動化學(xué)報. 2015(02)
[10]基于RPCA的太陽能電池片表面缺陷檢測[J]. 姚明海,李潔,王憲保.  計算機(jī)學(xué)報. 2013(09)

博士論文
[1]霧天降質(zhì)圖像的清晰化技術(shù)研究[D]. 翟藝書.大連海事大學(xué) 2008

碩士論文
[1]單幅圖像去霧處理算法研究及軟件實(shí)現(xiàn)[D]. 鐘仡龍.西南交通大學(xué) 2012



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