基于單幅圖像去霧算法的研究.pdf

1、隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，使得計算機視覺廣泛地運用于醫(yī)學(xué)、航空、安防和交通等各個領(lǐng)域中，而圖像去霧也已成為了眾多學(xué)者研究的熱點。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，使得圖像對比度降低、細節(jié)模糊和顏色暗淡，不利于對圖像特征的識別與提取。尤其對在室外工作的光學(xué)成像儀器造成很大的影響，比如交通導(dǎo)航、目標的檢測與識別、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算機視

2、覺系統(tǒng)進行處理，需要對圖像進行去霧處理。本文分別從基于物理模型和基于圖像增強兩方面對單幅圖像去霧算法進行研究，以下是本文的主要研究內(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去霧算法。詳細介紹其實現(xiàn)去霧的相關(guān)原理，并且分別采用軟摳圖算法和引導(dǎo)濾波器算法對暗通道先驗算法中的透射率進行優(yōu)化，消除去霧后圖像中出現(xiàn)的光暈現(xiàn)象。另外，針對暗通道先驗原理處理含有大片明亮區(qū)域圖片時出現(xiàn)嚴重的色彩偏移現(xiàn)象，通過引入一個容差機制對

3、明亮區(qū)域的透射率進行修正，使圖像色彩恢復(fù)正常。
　　2)針對軟摳圖算法對透射率優(yōu)化過程中，算法復(fù)雜度高和耗時量大，難以滿足實時性的要求，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值，并結(jié)合結(jié)構(gòu)相似性原理(SSIM)對算法中的參數(shù)進行優(yōu)化，達到自動化的去霧效果，去霧處理的平均速度比軟摳圖算法提升了二十幾倍。
　　3)在基于圖像增強去霧方面，介紹了幾種經(jīng)典的圖像增強方法。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，并對這些算法進行實驗和分析，總結(jié)它們的優(yōu)缺點。在圖像增強的理論基礎(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比度直方圖均衡化(CLAHE)對有霧圖像進行增強處理，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增強后的圖像進行梯度濾波，將圖像進行分解，獲得最終包