專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像去霧方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，更具體地涉及一種圖像去霧方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在天氣情況較差的情況下，圖像的清晰度和色彩常常會(huì)被大氣中的霧氣劣化。在 這種天氣中捕捉到的圖像和視頻的質(zhì)量一般需要通過(guò)去霧處理進(jìn)行改善。去除圖像中的霧 氣效果的過(guò)程被稱(chēng)為圖像去霧。圖像去霧對(duì)于在天氣情況較差的情況下進(jìn)行的導(dǎo)航和監(jiān)視 非常有用。
當(dāng)前存在很多圖像去霧方法，其中基于暗原色先驗(yàn)(dark channel prior)的圖像 去霧方法是效果最好的一種。暗原色先驗(yàn)是通過(guò)對(duì)戶(hù)外無(wú)霧圖像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出的，即，戶(hù)外 無(wú)霧圖像的絕大多數(shù)非天空的局部區(qū)域中都存在這樣的像素，該像素的至少一個(gè)顏色通道 的強(qiáng)度值很低(一般接近于O)。利用暗原色先驗(yàn)建立的去霧模型可直接估算霧氣的濃度并 且可將有霧圖像復(fù)原為高質(zhì)量的去除霧氣干擾后的圖像(簡(jiǎn)稱(chēng)為去霧圖像)。
在基于暗原色先驗(yàn)的圖像去霧方法中，通過(guò)利用輸入的有霧圖像的強(qiáng)度值1、大氣 光值A(chǔ)、和透射圖t，根據(jù)有霧圖像模型I = Jt+A(l-t)來(lái)求解去霧圖像的強(qiáng)度值J。在傳統(tǒng) 的基于暗原色先驗(yàn)的圖像去霧方法中，通常需要通過(guò)軟摳圖的方法來(lái)對(duì)透射圖進(jìn)行優(yōu)化。 但是，在軟摳圖的方法中需要進(jìn)行非常復(fù)雜的計(jì)算，所以很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理。發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種新穎的圖像去霧方法和系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像去霧方法包括獲取有霧圖像中的每個(gè)像素的最小強(qiáng)度 值，并利用所獲取的所有像素的最小強(qiáng)度值構(gòu)建有霧圖像的基于像素的暗通道圖；獲取以 有霧圖像中的每個(gè)像素為中心的局部區(qū)域的最小強(qiáng)度值，并利用所獲取的所有局部區(qū)域的 最小強(qiáng)度值構(gòu)建有霧圖像的基于局部區(qū)域的暗通道圖；利用有霧圖像的基于像素的暗通道 圖和基于局部區(qū)域的暗通道圖，獲取有霧圖像的最終的暗通道圖；獲取有霧圖像的基于局 部區(qū)域的暗通道圖中預(yù)定大小的最亮區(qū)域在有霧圖像中所覆蓋區(qū)域中的所有像素中的具 有最大灰度值的一個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值，作為有霧圖像的大氣光值的R、G、B分量 值；利用有霧圖像的最終的暗通道圖、大氣光值的R、G、B分量值中的最大值、以及去霧參數(shù) 獲取有霧圖像的透射圖；以及利用有霧圖像的透射圖、大氣光值、以及有霧圖像中的每個(gè)像 素的R、G、B通道的強(qiáng)度值，獲取去霧圖像中的每個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像去霧系統(tǒng)包括基于像素的暗通道圖構(gòu)建單元，用于獲 取有霧圖像中的每個(gè)像素的最小強(qiáng)度值，并利用所獲取的所有像素的最小強(qiáng)度值構(gòu)建有霧 圖像的基于像素的暗通道圖；基于局部區(qū)域的暗通道圖構(gòu)建單元，用于獲取以有霧圖像中 的每個(gè)像素為中心的局部區(qū)域的最小強(qiáng)度值，并利用所獲取的所有局部區(qū)域的最小強(qiáng)度值 構(gòu)建有霧圖像的基于局部區(qū)域的暗通道圖；暗通道圖優(yōu)化單元，用于利用有霧圖像的基于像素的暗通道圖和基于局部區(qū)域的暗通道圖，獲取有霧圖像的最終的暗通道圖；大氣光值獲取單元，用于獲取有霧圖像的基于局部區(qū)域的暗通道圖中預(yù)定大小的最亮區(qū)域在有霧圖像中所覆蓋區(qū)域中的所有像素中的具有最大灰度值的一個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值，作為有霧圖像的大氣光值的R、G、B分量值；透射圖獲取單元，用于利用有霧圖像的最終的暗通道圖、大氣光值的R、G、B分量值中的最大值、以及去霧參數(shù)獲取有霧圖像的透射圖；以及去霧處理執(zhí)行單元，用于利用有霧圖像的透射圖、大氣光值、以及有霧圖像中的每個(gè)像素的 R、G、B通道的強(qiáng)度值，獲取去霧圖像中的每個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值。
本發(fā)明可以通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算并行對(duì)有霧圖像中的所有像素進(jìn)行圖像去霧處理，從而可以得到圖像質(zhì)量基本相當(dāng)于傳統(tǒng)的基于暗原色先驗(yàn)的圖像去霧方法的去霧圖像。


從下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的描述中可以更好地理解本發(fā)明，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像去霧系統(tǒng)的簡(jiǎn)要框圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖 像去霧方法的簡(jiǎn)要流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明各個(gè)方面的特征和示例性實(shí)施例。下面的描述涵蓋了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。但是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是， 本發(fā)明可以在不需要這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。下面對(duì)實(shí)施例的描述僅僅是為了通過(guò)示出本發(fā)明的示例來(lái)提供對(duì)本發(fā)明更清楚的理解。本發(fā)明絕不限于下面所提出的任何具體配置和算法，而是在不脫離本發(fā)明的精神的前提下覆蓋了相關(guān)元素、部件和算法的任何修改、替換和改進(jìn)。
下面將首先描述傳統(tǒng)的基于暗原色先驗(yàn)的圖像去霧方法。
具體地，在傳統(tǒng)的基于暗原色先驗(yàn)的圖像去霧方法中，可以根據(jù)以下有霧圖像模型從有霧圖像中的像素的強(qiáng)度值求解出去霧圖像中的像素的強(qiáng)度值。
I(x) = J(x) t (X)+A (1-t (X)) (I)
其中，I(x)表示有霧圖像中的像素X的R、G、B通道中的任意一個(gè)通道(例如，R 通道)的強(qiáng)度值，A表示有霧圖像的大氣光值，t(x)表示針對(duì)有霧圖像中的像素X的透射圖并描述光線(xiàn)通過(guò)媒介透射到照相機(jī)鏡頭的過(guò)程中沒(méi)有被散射的部分，J(X)表示去霧圖像中的像素X的R、G、B通道中的相應(yīng)通道(例如，R通道)的強(qiáng)度值。
根據(jù)暗原色先驗(yàn)(即，戶(hù)外無(wú)霧圖像的絕大多數(shù)非天空的局部區(qū)域中存在這樣的像素，該像素的至少一個(gè)顏色通道的強(qiáng)度值很低(一般接近于O)，換言之，局部區(qū)域的最小強(qiáng)度值非常小)，可以得出
嚴(yán)(氣⑵
其中，Jdalrk (X)表示以去霧圖像中的像素X為中心的局部區(qū)域Ω (X)中的所有像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值中的最小值(即，對(duì)應(yīng)于像素X的暗通道值)，r(y)表示局部區(qū)域 Ω (x)中的像素y的R、G、B通道中的任意一個(gè)通道的強(qiáng)度值，minO表示最小值函數(shù)。根據(jù)暗原色先驗(yàn)，除非局部區(qū)域Ω (χ)是天空中的局部區(qū)域，否則Jdart(X)趨近于O。
利用最小值函數(shù)對(duì)等式(I)進(jìn)行處理，可以得到1-OOo1l min(/c (y)) = t(x) min( Jc (j))+ (1- t(x))Acyen(x)yeQ(x)(3)
注意，分別針對(duì)R、G、B三個(gè)顏色通道執(zhí)行等式(3)的處理。對(duì)等式(3)進(jìn)行變換， 可以得到
權(quán)利要求
1.一種圖像去霧方法，包括獲取有霧圖像中的每個(gè)像素的最小強(qiáng)度值，并利用所獲取的所有像素的最小強(qiáng)度值構(gòu)建所述有霧圖像的基于像素的暗通道圖；獲取以有霧圖像中的每個(gè)像素為中心的局部區(qū)域的最小強(qiáng)度值，并利用所獲取的所有局部區(qū)域的最小強(qiáng)度值構(gòu)建所述有霧圖像的基于局部區(qū)域的暗通道圖；利用所述基于像素的暗通道圖和所述基于局部區(qū)域的暗通道圖，獲取所述有霧圖像的最終的暗通道圖；獲取所述基于局部區(qū)域的暗通道圖中預(yù)定大小的最亮區(qū)域在所述有霧圖像中所覆蓋區(qū)域中的所有像素中的具有最大灰度值的一個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值，作為所述有霧圖像的大氣光值的R、G、B分量值；利用所述最終的暗通道圖、所述大氣光值的R、G、B分量值中的最大值、以及去霧參數(shù)獲取所述有霧圖像的透射圖；以及利用所述透射圖、所述大氣光值、以及所述有霧圖像中的每個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值，獲取去霧圖像中的每個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像去霧方法，其特征在于，獲取所述最終的暗通道圖的處理包括對(duì)于所述基于局部區(qū)域的暗通道圖中的每一個(gè)像素X，在所述基于局部區(qū)域的暗通道圖中的以像素X為中心的局部塊中搜索與所述基于像素的暗通道圖中的像素X的強(qiáng)度值最接近的一個(gè)強(qiáng)度值，并取所搜索出的強(qiáng)度值和所述基于像素的暗通道圖中的像素X的強(qiáng)度值中較小的一個(gè)作為與所述有霧圖像中的像素X相對(duì)應(yīng)的暗通道值；利用以上處理所獲取的所有暗通道值構(gòu)建所述最終的暗通道圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像去霧方法，其特征在于，所述局部區(qū)域的尺寸小于所述局部塊的尺寸。
4.一種圖像去霧系統(tǒng)，包括基于像素的暗通道圖構(gòu)建單元，用于獲取有霧圖像中的每個(gè)像素的最小強(qiáng)度值，并利用所獲取的所有像素的最小強(qiáng)度值構(gòu)建所述有霧圖像的基于像素的暗通道圖；基于局部區(qū)域的暗通道圖構(gòu)建單元，用于獲取以有霧圖像中的每個(gè)像素為中心的局部區(qū)域的最小強(qiáng)度值，并利用所獲取的所有局部區(qū)域的最小強(qiáng)度值構(gòu)建所述有霧圖像的基于局部區(qū)域的暗通道圖；暗通道圖優(yōu)化單元，用于利用所述基于像素的暗通道圖和所述基于局部區(qū)域的暗通道圖，獲取所述有霧圖像的最終的暗通道圖；大氣光值獲取單元，用于獲取所述基于局部區(qū)域的暗通道圖中預(yù)定大小的最亮區(qū)域在所述有霧圖像中所覆蓋區(qū)域中的所有像素中的具有最大灰度值的一個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值，作為所述有霧圖像的大氣光值的R、G、B分量值；透射圖獲取單元，用于利用所述最終的暗通道圖、所述大氣光值的R、G、B分量值中的最大值、以及去霧參數(shù)獲取所述有霧圖像的透射圖；以及去霧處理執(zhí)行單元，用于利用所述透射圖、所述大氣光值、以及所述有霧圖像中的每個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值，獲取去霧圖像中的每個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像去霧系統(tǒng)，其特征在于，所述暗通道圖優(yōu)化單元通過(guò)以下處理獲取所述最終的暗通道圖對(duì)于所述基于局部區(qū)域的暗通道圖中的每一個(gè)像素X，在所述基于局部區(qū)域的暗通道圖中的以像素X為中心的局部塊中搜索與所述基于像素的暗通道圖中的像素X的強(qiáng)度值最接近的一個(gè)強(qiáng)度值，并取所搜索出的強(qiáng)度值和所述基于像素的暗通道圖中的像素X的強(qiáng)度值中較小的一個(gè)作為與所述有霧圖像中的像素X相對(duì)應(yīng)的暗通道值；利用以上處理所獲取的所有暗通道值構(gòu)建所述最終的暗通道圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像去霧系統(tǒng)，其特征在于，所述局部區(qū)域的尺寸小于所述局部塊的尺寸。
全文摘要
公開(kāi)了一種圖像去霧方法和系統(tǒng)。該方法包括構(gòu)建有霧圖像的基于像素的暗通道圖；構(gòu)建有霧圖像的基于局部區(qū)域的暗通道圖；獲取有霧圖像的最終的暗通道圖；獲取基于局部區(qū)域的暗通道圖中預(yù)定大小的最亮區(qū)域在有霧圖像中所覆蓋區(qū)域中的所有像素中的具有最大灰度值的一個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值，作為有霧圖像的大氣光值的R、G、B分量值；利用有霧圖像的最終的暗通道圖、大氣光值的R、G、B分量值中的最大值、以及去霧參數(shù)獲取有霧圖像的透射圖；以及利用有霧圖像的透射圖、大氣光值、以及有霧圖像中的每個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值，獲取去霧圖像中的每個(gè)像素的R、G、B通道的強(qiáng)度值。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102999883SQ20111027874
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者白向暉 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社