粉塵圖像恢復(fù)的切片減光方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種粉塵圖像恢復(fù)的切片減光法，其具體實(shí)施步驟如下：1）利用對(duì)原始輸入圖像I的粉塵區(qū)域檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算出空氣光參數(shù)A；2）取一系列距離值，計(jì)算出每個(gè)距離對(duì)應(yīng)的切片圖像；3）對(duì)每個(gè)切片圖像實(shí)施粉塵區(qū)域檢測(cè)，將各個(gè)切片的非粉塵區(qū)域保留，重構(gòu)為粉塵圖像恢復(fù)圖像。該方法不但有效去除了粉塵多散射對(duì)圖像的影響，提高了圖像的對(duì)比度、清晰度與色彩度，而且具有較高的實(shí)時(shí)性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】粉塵圖像恢復(fù)的切片減光方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖形處理方法，具體地說(shuō)是一種粉塵圖像恢復(fù)的切片減光方 法，用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域有粉塵圖像的處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在粉塵環(huán)境中工作對(duì)人體健康是有害的，通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)方式對(duì)工作場(chǎng)所進(jìn)行自 動(dòng)監(jiān)控與管理便可以將人從粉塵環(huán)境中解脫出來(lái)。然而由于粉塵顆粒對(duì)光線(xiàn)的吸收和散射 作用，在粉塵環(huán)境中得到的圖像在對(duì)比度、清晰度以及色彩度等方面都產(chǎn)生了退化。因此消 除粉塵環(huán)境對(duì)圖像的影響有著重要的意義。
[0003] 對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題，目前主要有兩種圖像清晰化方法。一種是基于圖像增強(qiáng)的方法。此 方法不考慮粉塵圖像中景物的深度對(duì)圖像退化的影響，只選取圖像中感興趣的部分進(jìn)行增 強(qiáng)。雖然改善了人的視覺(jué)感受，但是通常也會(huì)丟失圖像中一些重要的信息。
[0004] 另一種是基于物理模型下的圖像恢復(fù)方法。由于這種圖像恢復(fù)方法是通過(guò)研究光 線(xiàn)在某種大氣介質(zhì)中的傳播的物理過(guò)程，進(jìn)而建立其圖像退化模型，并基于此模型對(duì)圖像 進(jìn)行恢復(fù)的。因此其圖像恢復(fù)結(jié)果相比圖像增強(qiáng)得到的結(jié)果更加自然而且細(xì)節(jié)信息保留更 完整。目前此類(lèi)方法有基于多幅圖像的恢復(fù)方法與基于單幅圖像的恢復(fù)方法。其中單幅圖 像恢復(fù)方法又可分為基于人機(jī)交互或地理信息已知的恢復(fù)方法與基于單幅圖像本身信息 假設(shè)的圖像恢復(fù)方法。這些方法大都使用McCartney退化模型。然該物理模型是基于單次 散射與同質(zhì)均勻性假設(shè)的。對(duì)于粉塵環(huán)境中常遇到的不均勻分布與多散射的情況，上述方 法就不能取得滿(mǎn)意的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有粉塵環(huán)境圖像處理技術(shù)處理效果不佳的技術(shù)問(wèn)題，提出了一種 粉塵圖像恢復(fù)的切片減光方法。
[0006] 粉塵圖像恢復(fù)的切片減光方法的具體步驟如下：
[0007] -種粉塵圖像恢復(fù)的切片減光方法，其特征在于，該方法包含如下步驟：
[0008] 1)利用對(duì)原始輸入圖像I的粉塵區(qū)域檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算出空氣光參數(shù)A ;
[0009] 2)取一系列距離值，計(jì)算出每個(gè)距離對(duì)應(yīng)的切片圖像；
[0010] 3)對(duì)每個(gè)切片圖像實(shí)施粉塵區(qū)域檢測(cè)，將各個(gè)切片的非粉塵區(qū)域保留，重構(gòu)為粉 塵圖像恢復(fù)圖像。
[0011] 步驟1)中的詳細(xì)步驟包括：
[0012] ①根據(jù)= 計(jì)算出半反圖像Is，其中，C表示r通道， g通道或者b通道，Γ表示原始圖像中C通道的分量，《表示半反圖像中C通道的分量，max 操作符表示取最大值；然后將原始圖像I與半反圖像Is從RGB空間轉(zhuǎn)換到CIE L*c*h*空 間分別為1'與1'3;計(jì)算111=1'(:， ：，3)-1'5(:，：，3)，將111>10°的部分設(shè)定 為粉塵區(qū)域；
[0013] ②利用Ig(x) = minee fr,g,b)I。(X)逐像素求得原始圖像I在r、g、b三個(gè)通道中的 最小值，其中min操作符表示取最小值，得到灰度圖像I g ;
[0014] ③計(jì)算Ig中對(duì)應(yīng)粉塵分布區(qū)域的部分Lg，在Lg中求出最亮值V max，并求Lg內(nèi)大于 〇. SVmax的像素點(diǎn)的灰度平均值，作為空氣光參數(shù)A。這樣求出的A是在粉塵區(qū)域得到的，具 有較強(qiáng)的準(zhǔn)確性，有利于下一步處理。③中計(jì)算出的L g是指Ih >10°的粉塵區(qū)域在灰度 圖像Ig上所對(duì)應(yīng)的位置。
[0015] 所述步驟2)中的詳細(xì)步驟包括：
[0016] ①沿圖像I景深方向取距離Cli使得直接傳輸率h e (〇. 2,0. 8)，其中 ? ?-:i di+1 = φ+Λ(1，Ad e (20，100)米，消光系數(shù) β e (0·005,0·008); ，
[0017] ②按公式

【權(quán)利要求】
1. 一種粉塵圖像恢復(fù)的切片減光方法，其特征在于，該方法包含如下步驟： 1) 利用對(duì)原始輸入圖像I的粉塵區(qū)域檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算出空氣光參數(shù)A ; 2) 取一系列距離值，計(jì)算出每個(gè)距離對(duì)應(yīng)的切片圖像； 3) 對(duì)每個(gè)切片圖像實(shí)施粉塵區(qū)域檢測(cè)，將各個(gè)切片的非粉塵區(qū)域保留，重構(gòu)為粉塵圖 像恢復(fù)圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵圖像恢復(fù)的切片減光方法，其特征在于所述步驟1)中的 詳細(xì)步驟包括： ① 根據(jù)1 -/1計(jì)算出半反圖像Is，其中，c表示r通道，g通 道或者b通道，r表示原始圖像中c通道的分量表示半反圖像中c通道的分量，max操 作符表示取最大值；然后將原始圖像I與半反圖像Is從RGB空間轉(zhuǎn)換到CIE L*c*h*空間 后分別為I'與r s;計(jì)算ih=r (:，：，3)-r s(:，：，3)，將ih>io°的部分設(shè)定為 粉塵區(qū)域； ② 利用Ig(X) = Hiinee ^ gb)r(x)逐像素求得原始圖像I在r、g、b三個(gè)通道中的最小 值，其中min操作符表示取最小值，得到灰度圖像Ig ; ③ 計(jì)算Ig中對(duì)應(yīng)粉塵區(qū)域的部分Lg，在Lg中求出最亮值Vmax，并求L g內(nèi)大于0. 8Vmax的 像素點(diǎn)的灰度平均值，作為空氣光參數(shù)A。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵圖像恢復(fù)的切片減光方法，其特征在于所述步驟2)中的 詳細(xì)步驟包括： ①沿圖像I景深方向取距離Cli使得直接傳輸率h e (0. 2, 0. 8)，其中=i = & di+1 = Cli+ A d，A d G (20, 100)米，消光系數(shù) 3 G (〇? 〇〇5, 0? 008);
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵圖像恢復(fù)的切片減光方法，其特征在于所述步驟3)中的 詳細(xì)步驟包括： ① 對(duì)第一張 J1實(shí)施粉塵區(qū)域檢測(cè)，如果檢出的粉塵區(qū)域Y1大于95%則舍棄該切片；取 下一張切片進(jìn)行同樣檢測(cè)，直至Ji的粉塵區(qū)域Yi不大于95%，則將Ji作為第一張切片； ② 將切片圖像Ji檢測(cè)中的非粉塵區(qū)域Xi保留，其粉塵區(qū)域記為Yi ;對(duì)下一張切片Ji+1中與Yi區(qū)域相同的Yi+1區(qū)域再進(jìn)行粉塵檢測(cè)，若Ji+1中的Y i+1的粉塵區(qū)域大于95 %，則舍棄 Ji+1，重新將下一張切片記為Ji+1，并對(duì)其Yi+1區(qū)域進(jìn)行粉塵檢測(cè)，直到找到可以保留的切片， 記為Ji+1，將其非粉塵區(qū)域Xi+1保留，而Yi+1作為下一張切片需要進(jìn)行粉塵檢測(cè)的區(qū)域；重復(fù) 進(jìn)行此步驟，直至達(dá)到最后一張切片圖像；
的粉塵圖像恢復(fù)結(jié)果J?,。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK104361564SQ201410729517
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】王園宇, 馮秀芳, 朱曉軍, 張?jiān)虑? 王星魁 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)