一种基于黄霾物理特性的单幅图像去霾方法技术

本发明专利技术公开了一种基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法，属于图像处理领域。所述发明专利技术包括获取待处理图像，确定待处理图像中的天空区域，在天空区域中确定大气光点，确定待处理图像中色彩通道的比值，根据待处理通道中色彩通道的比值，确定待处理图像的传输图，结合黄霾的物理特性调节传输图的饱和度，生成调节后的图像。本发明专利技术相对于现有技术中将雾和霾统一处理的方式，能够将图像调节至更接近真实的色彩，从而恢复图像原有的亮度和饱和度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理领域，特别涉及一种基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法。
技术介绍
如今空气污染日渐严重，尤其是雾霾天气，在入冬后几乎每天都会发生，在室外拍摄的图片由于雾霾颗粒对光线具有散射作用，使得图像细节模糊，整体图像质量下降。在现有技术中，主流的图像处理方法是获取图片中的大气光值，根据大气光值确定该图像内大气传输透射率的分布图，进而根据大气传输透射率确定去雾表达式，以便根据上述去雾霾表达式对图像进行处理，从而达到去除雾霾天对图像的影响。但是，专利技术人发现现有技术中存在以下问题：现有技术中对大气光值的选取通过肉眼确定图像中亮度最高的亮度值，没有考虑在大气散射模型中亮度的准确含义，并且在图像处理的过程中没有对雾和霾这两种不同的天气情况进行区分对待，而是进行统一的处理，由于雾和霾的具体成因不同，这样采用统一处理方式的结果是并不能达到纠正色差、恢复图像原有亮度和对比度的效果。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法，所述单幅图像去霾算法包括：获取待处理图像，确定所述待处理图像中的天空区域；在所述天空区域中确定大气光点，确定所述待处理图像中色彩通道的比值；根据所述待处理通道中色彩通道的比值，确定所述待处理图像的传输图；结合黄霾的物理特性，调节所述传输图的饱和度，生成调节后的图像。可选的，所述获取待处理图像，确定所述待处理图像中的天空区域，包括：将所述待处理图像划分为多个区域，提取所述待处理图像中的第一区域，对所述第一区域进行彩色边缘检测，得到边缘图像；对所述边缘图像进行二值化处理，得到处理后的精细边缘图像；检测所述精细边缘图像中，如果符合第一预设条件，则判定所述精细边缘图对应的所述第一区域为天空区域。可选的，所述在所述天空区域中确定大气光点，确定所述待处理图像中色彩通道的比值，包括：在至少一个所述天空区域中选取亮度最高的点作为大气光点；确定所述大气光点中红色通道、绿色通道、蓝色通道的第一数值比例，将所述第一数值比例作为所述待处理图像中色彩通道比值。可选的，所述根据所述待处理通道中色彩通道的比值，确定所述待处理图像的传输图，包括：根据所述待处理图像中色彩通道的比值，按第一调整公式对所述待处理图像中每个像素在红色通道、绿色通道和蓝色通道中的数值进行调整，得到调整后的数值，所述第一调整公式具体为：R′=min(R(Rw/Gw),T),]]>G'＝G，B′=min(B(Bw/Gw),T),]]>其中，R'为每个像素调整后红色通道的数值，G'为每个像素调整后绿色通道的数值，B'为每个像素调整后蓝色通道的数值，R为每个像素调整前红色通道的数值，G为每个像素调整前绿色通道的数值，B为每个像素调整前蓝色通道的数值，Rw为大气光点红色通道的数值，Gw为大气光点绿色通道的数值，Bw为大气光点蓝色通道的数值，T为预设的通道取值上限；基于红色、绿色、蓝色散射率与波长的关系，结合人眼对所述红色、绿色、蓝色的敏感程度，确定在色彩空间转换为HSI(Hue-Saturation-Intensity，色度-饱和度-强度)时的强度转换公式，根据所述强度转换公式获取所述待处理图像中每个像素的强度值，所述强度转换公式具体为：I＝0.4520*R'+0.5121*G'+0.0359*B',其中，I为HSI色彩空间内的强度值；在转换至所述HSI色彩空间后，选取所述待处理图像中每个像素在所述红色通道、绿色通道、蓝色通道中数值的最小值，根据所述最小值组成灰度图，对所述灰度图进行双边滤波，构成所述待处理图像的传输图。可选的，所述结合黄霾的物理特性，调节所述传输图的饱和度，生成调节后的图像，包括：结合第二调整公式，对所述传输图中每个像素的饱和度进行调节，生成调节后的图像，所述第二调整公式具体为：S′=S*(2.5*(100S)0.4+1)S≤0.025S*log23(0.6*(S-0.0245)0.4)/1.91S>0.025,]]>其中，S为所述待处理图像中每个像素的原始饱和度，S'为处理后每个像素的饱和度。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：通过确定待处理图像中的天空区域，进而选取天空区域中的最亮点作为白平衡的标准点，然后根据该标准点的色彩通道比值进行全幅图像的颜色调整，并且进行色彩空间的转换，以及根据黄霾的特性对转换后的饱和度进行调整，避免了现有技术中不能针对霾的特性对图像色彩实施调节的发生，减小了图像色差，尽可能恢复图像原有亮度和对比度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的一种基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法的流程示意图；图2是本专利技术提供的一种基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法中的滤波方式的对比示意图；图3是样本1的原始图像、精细边缘图像以及大气光点的位置示意图；图4是样本2的原始图像、精细边缘图像以及大气光点的位置示意图；图5是样本3的原始图像、精细边缘图像以及大气光点的位置示意图；图6样本4的原始图像、色彩平衡仿真结果以及仿真前后对比直方图；图7样本5的原始图像、色彩平衡仿真结果以及仿真前后对比直方图；图8是样本6的原始图像和去霾仿真后的图像；图9是样本7的原始图像和去霾仿真后的图像。具体实施方式为使本专利技术的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的结构作进一步地描述。实施例一本实施例提供一种基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法，如图1所示，所述单幅图像去霾算法包括：101、获取待处理图像，确定所述待处理图像中的天空区域。102、在所述天空区域中确定大气光点，确定所述待处理图像中色彩通道的比值。103、根据所述待处理通道中色彩通道的比值，确定所述待处理图像的传输图。104、结合黄霾的物理特性，调节所述传输图的饱和度，生成调节后的图像。在实施中，首先在待处理图像中确定天空区域，在天空区域中确定大气光点后，根据已确定的大气光点确定待处理图像中色彩通道的比值，进而根据色彩通道的比值确定待处理图像的传输图，最终根据黄霾的物理特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法，其特征在于，所述单幅图像去霾算法包括：获取待处理图像，确定所述待处理图像中的天空区域；在所述天空区域中确定大气光点，确定所述待处理图像中色彩通道的比值；根据所述待处理通道中色彩通道的比值，确定所述待处理图像的传输图；结合黄霾的物理特性，调节所述传输图的饱和度，生成调节后的图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法，其特征在于，所述单
幅图像去霾算法包括：
获取待处理图像，确定所述待处理图像中的天空区域；
在所述天空区域中确定大气光点，确定所述待处理图像中色彩通道的比
值；
根据所述待处理通道中色彩通道的比值，确定所述待处理图像的传输
图；
结合黄霾的物理特性，调节所述传输图的饱和度，生成调节后的图像。
2.根据权利要求1所述的基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法，其
特征在于，所述获取待处理图像，确定所述待处理图像中的天空区域，包括：
将所述待处理图像划分为多个区域，提取所述待处理图像中的第一区
域，对所述第一区域进行彩色边缘检测，得到边缘图像；
对所述边缘图像进行二值化处理，得到处理后的精细边缘图像；
检测所述精细边缘图像中，如果符合第一预设条件，则判定所述精细边
缘图对应的所述第一区域为天空区域。
3.根据权利要求1所述的基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法，其
特征在于，所述在所述天空区域中确定大气光点，确定所述待处理图像中色
彩通道的比值，包括：
在至少一个所述天空区域中选取亮度最高的点作为大气光点；
确定所述大气光点中红色通道、绿色通道、蓝色通道的第一数值比例，
将所述第一数值比例作为所述待处理图像中色彩通道比值。
4.根据权利要求1所述的基于黄霾物理特性的单幅图像去霾算法，其
特征在于，所述根据所述待处理通道中色彩通道的比值，确定所述待处理图
像的传输图，包括：
根据所述待处理图像中色彩通道的比值，按第一调整公式对所述待处理
图像中每个像素在红色通道、绿色通道和蓝色通道中的数值进行调整，得到
调整后的数值，所述第一调整公式具体为：
R′=min(R(Rw/Gw),T),G&pri...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗启广，李宇楠，宋建锋，权义宁，公茂果，陈为胜，唐兴，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61