一种含天空区域雾天图像的去雾方法、服务器及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种含天空区域雾天图像的去雾方法、服务器及系统。其中，该方法包括：利用梯度和亮度阈值对包含天空区域雾天图像进行分割，得到天空区域图像和非天空区域图像；对于非天空区域图像，采用图像融合的方法细化透射率，得到去雾图像；对于天空区域图像，采用含天空区域雾天图像的大气光值来代替去雾后的天空区域亮度值，设定修正参数来增大透射率得到去雾图像，将非天空区域图像和天空区域图像去雾后得到的去雾图像进行融合，得到最终的去雾图像。其能够改善包含天空区域的雾天图像处理效果不佳的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种含天空区域雾天图像的去雾方法、服务器及系统
本专利技术属于数字图像处理领域，尤其涉及一种含天空区域雾天图像的去雾方法、服务器及系统。
技术介绍
雾霾天气中，出行无法观看到清晰的道路路线，科研采集的重要图像无法提取有效信息，视觉系统等都会受到影响，因此对图像的去雾处理研究有重要的意义。根据去雾算法原理的不同，可以将主要的图像的去雾算法分为两大类：第一类是图像增强的方法，这类方法不考虑雾霾图像的降质过程。其最终目的是提升视觉效果，因此直接考虑提升雾天图像的对比度，将图像经过各种锐化处理来实现。其主要代表方法有直方图均衡化，Retinex算法，同态滤波的方法以及小波变化的方法。其中：方图均衡化算法能较好地增强局部信息，但是要对图像中的像素逐点进行运算，算法耗时较长，并且处理后的图像中存在局部块状效应；Retinex算法可改善图像颜色恒常性，提高图像对比度，有效地显示图像中暗区域的细节信息，但是处理后的图像易产生边缘模糊且色彩失真的问题；同态滤波的方法主要通过两次傅里叶变换采用适合的高通滤波器对图像进行滤波，保留反映图像的原始面貌，增强图像的全局对比度，但是不能有效增强图像的局部细节，导致处理后的图像细节信息不突出，视觉效果不理想；小波变换算法能够较好地增强图像的细节，但是无法解决图像过亮、过暗或是光照不均匀的情况。另一类是基于物理模型的去雾算法，它是根据大气散射模型建立的。在此模型中，需要求解的未知变量过多，但有效信息较少，是一个病态求解。如何判断大气传输和环境光照是解决这一病态问题的关键。综上所述，现有的图像去雾方法均存在处理后图像视觉效果不佳的问题，亟需一种能够改善包含天空区域的雾天图像视觉效果的去雾方法。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的第一目的是提供一种含天空区域雾天图像的去雾方法，其能够改善包含天空区域的雾天图像处理效果不佳的问题。本专利技术的一种含天空区域雾天图像的去雾方法，包括：利用梯度和亮度阈值对包含天空区域雾天图像进行分割，得到天空区域图像和非天空区域图像；对于非天空区域图像，采用图像融合的方法细化透射率，得到去雾图像；对于天空区域图像，采用含天空区域雾天图像的大气光值来代替去雾后的天空区域亮度值，设定修正参数来增大透射率得到去雾图像；将非天空区域图像和天空区域图像去雾后得到的去雾图像进行融合，得到最终的去雾图像。进一步的，对于梯度阈值的选取过程为：统计包含天空区域雾天图像的梯度概率信息，选择出现概率最大的梯度为梯度阈值以避免误检。进一步的，亮度阈值为包含天空区域雾天图像中雾的浓度大小相关且预先设置的。进一步的，利用四分法求得含天空区域雾天图像的大气光值。进一步的，对非天空区域透射率还通过加权图像融合的方法细化透射率。本专利技术的第二目的是提供一种含天空区域雾天图像的去雾服务器。本专利技术的一种含天空区域雾天图像的去雾服务器，包括：图像分割模块，其被配置为：利用梯度和亮度阈值对包含天空区域雾天图像进行分割，得到天空区域图像和非天空区域图像；非天空区域图像处理模块，其被配置为：对于非天空区域图像，采用图像融合的方法细化透射率，得到去雾图像；天空区域图像处理模块，其被配置为：对于天空区域图像，采用含天空区域雾天图像的大气光值来代替去雾后的天空区域亮度值，设定修正参数来增大透射率得到去雾图像；图像融合模块，其被配置为：将非天空区域图像和天空区域图像去雾后得到的去雾图像进行融合，得到最终的去雾图像。进一步的，在所述图像分割模块中，对于梯度阈值的选取过程为：统计包含天空区域雾天图像的梯度概率信息，选择出现概率最大的梯度为梯度阈值以避免误检；或/和在所述图像分割模块中，亮度阈值为包含天空区域雾天图像中雾的浓度大小相关且预先设置的。进一步的，在所述天空区域图像处理模块中，利用四分法求得含天空区域雾天图像的大气光值。进一步的，在所述非天空区域图像处理模块中，对非天空区域透射率还通过加权图像融合的方法细化透射率。本专利技术的第三目的是提供一种含天空区域雾天图像的去雾系统。本专利技术的一种含天空区域雾天图像的去雾系统，包括上述所述的含天空区域雾天图像的去雾服务器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术可以处理包含大面积天空区域的雾天图像，并取得良好的去雾效果。(2)本专利技术得到的去雾图像，天空区域的色彩偏移明显减弱，而且图像整体色彩接近于实际物体的色彩，整体效果看起来较为明亮，清晰自然。(3)本专利技术有效地效减弱了非天空区域的块效应现象。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术的一种含天空区域雾天图像的去雾方法实施例流程图；图2(a)为待处理的原始有雾图像；图2(b)为本专利技术处理后得到的无雾图像；图3(a)为待处理的原始有雾图像；图3(b)为直方图均衡化方法处理结果；图3(c)为何凯明的方法处理后结果；图3(d)为本专利技术的处理结果。图4为本专利技术的一种含天空区域雾天图像的去雾服务器结构示意图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本专利技术所提供的一种含天空区域雾天图像的去雾方法，能够改善包含天空区域的雾天图像处理效果不佳的问题。如图1所示，本专利技术的一种含天空区域雾天图像的去雾方法实施之前，获取包含天空区域的雾天图像J(x)。具体地，本专利技术采用的技术方案是：步骤1：利用梯度和亮度阈值对包含天空区域雾天图像进行分割，得到天空区域图像和非天空区域图像；对于梯度阈值的选取，统计包含天空区域雾天图像的梯度概率信息，选择出现概率最大的梯度为梯度阈值以避免误检。在具体实施中，也可适当调整出现概率最大的梯度后作为梯度阈值，目的是为了避免误检。其中，亮度阈值为包含天空区域雾天图像中雾的浓度大小相关且预先设置的。例如：当待处理的雾天图像其天空区域部分所占整幅图像比例要在5％之上时，亮度阈值的选取采取有以下的计算方式：(1)计算亮度直方图，平均分为20份，并计算平均亮度记为Lmean，和最大亮度Lmax；(2)在亮度较大的区域[Lmax-50,Lmax]之间统计出现频率最大的亮度值记为L1；(3)在平均亮度与最大频率亮度[Lmean,L1]之间统计出现频率最小的亮度值记为L2；(4)计若Lmax-L3≥30，则设定亮度阈值为L3+10；若Lmax-L3≤10，则设定阈值为L3-10；否则设定阈值为L3。步骤2：对于非天空区域图像，采用图像融合的方法细化透射率，得到去雾图像；具体地，首先对目标图像进行下采样处理，随后对采样后的图像求取透射率图像和灰度值图像，然后进行融合，最后采用插值得方法恢复到原图结构，得到细化的透射率图像，利用公式(1)计算去雾图像。其中，I(x)表示待处理的含雾图像，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含天空区域雾天图像的去雾方法，其特征在于，包括：利用梯度和亮度阈值对包含天空区域雾天图像进行分割，得到天空区域图像和非天空区域图像；对于非天空区域图像，采用图像融合的方法细化透射率，得到去雾图像；对于天空区域图像，采用含天空区域雾天图像的大气光值来代替去雾后的天空区域亮度值，设定修正参数来增大透射率得到去雾图像；将非天空区域图像和天空区域图像去雾后得到的去雾图像进行融合，得到最终的去雾图像。

【技术特征摘要】
1.一种含天空区域雾天图像的去雾方法，其特征在于，包括：利用梯度和亮度阈值对包含天空区域雾天图像进行分割，得到天空区域图像和非天空区域图像；对于非天空区域图像，采用图像融合的方法细化透射率，得到去雾图像；对于天空区域图像，采用含天空区域雾天图像的大气光值来代替去雾后的天空区域亮度值，设定修正参数来增大透射率得到去雾图像；将非天空区域图像和天空区域图像去雾后得到的去雾图像进行融合，得到最终的去雾图像。2.如权利要求1所述的一种含天空区域雾天图像的去雾方法，其特征在于，对于梯度阈值的选取过程为：统计包含天空区域雾天图像的梯度概率信息，选择出现概率最大的梯度为梯度阈值以避免误检。3.如权利要求1所述的一种含天空区域雾天图像的去雾方法，其特征在于，亮度阈值为包含天空区域雾天图像中雾的浓度大小相关且预先设置的。4.如权利要求1所述的一种含天空区域雾天图像的去雾方法，其特征在于，利用四分法求得含天空区域雾天图像的大气光值。5.如权利要求1所述的一种含天空区域雾天图像的去雾方法，其特征在于，对非天空区域透射率还通过加权图像融合的方法细化透射率。6.一种含天空区域雾天图像的去雾服务器，其特征在于，包括：图像分割模块，其被配置为：利用梯度和亮度阈值对包含天空区域雾天图像进行分割，得到天空区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，白荣鑫，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37