一种图像去雾方法及相关设备技术

本发明专利技术提供了一种图像去雾方法及相关设备，通过估计待去雾图像中各个像素点的第一透射率；利用天空区域中各个像素点的像素值对所述天空区域内各个像素点的所述第一透射率进行调整，得到调整后的第一透射率；对所述第一透射率进行导向滤波，得到各个像素点的第二透射率；使用所述第二透射率求取出去雾图像。可见，本发明专利技术所述方法在进行图像去雾时，考虑了天空区域的透射特性，利用所述待去雾图像天空区域的天空区域值矩阵对图像的透射率进行重新调整，由于针对天空区域使用了稍高的透射率进行了图像去雾，不仅仅保证了去雾后的处理图像中透射率的平滑过渡，还保证了天空区域去雾后视觉效果明显，因此取得了较好的图像去雾效果。

【技术实现步骤摘要】
一种图像去雾方法及相关设备
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及的是一种图像去雾方法及相关设备。
技术介绍
图像去雾是将有雾图像进行清晰化处理的技术，恢复出无雾图像。通过图像去雾将图像中被雾掩盖的细节信息复原，以便于恢复视觉感受或者相关计算机图像分析所用。在现在的生活中，这项技术广泛的应用在安防监控，遥感成像等许多领域，具有很重要的实际使用价值和意义。目前，图像去雾领域中较为有效的方法主要有两种：一种是基于非物理模型的图像增强复原方法，一种是基于物理建模的去雾方法。对于前一种方法，基于非物理模型的图像增强复原方法主要通过提高待去雾图像的对比度和细节信息等视觉效果以达到去雾的目的。这类去雾算法有直方图均衡化、小波变换法、同态滤波法等。这类算法都可以取得一定的视觉效果，但是这种方法盲目的改变图像的信息，在有一定去雾效果的同时也会破坏图像原有的信息，造成不必要的信息损失。针对第二种方法，基于物理模型的图像复原方法首先根据雾天中造成视觉设备获取图像的质量下降的原因分析其降质过程，然后通过物理建模复原这个过程，再在有雾图像中获取物理模型中需要的参数，估计缺少的参数，最后复原出无雾图像。其中，常见的有暗通道先验去雾、颜色衰减先验去雾、优化对比度去雾。这些方法在去雾上都取得了非常不错的效果，但是这些方法对于有雾图像的天空区域处理效果较差。因此，现有技术有待于进一步的改进。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中的不足之处，本专利技术提供了基于天空分割的图像去雾方法及相关设备，克服现有技术中对图像进行去雾处理的方法中由于考虑的因素均不是针对高亮度值、低对比度的天空区域，导致去雾后的图像中天空区域去雾效果差的缺陷。第一方面，本实施例公开一种图像去雾方法，其中，包括：获取待去雾图像，并估计所述待去雾图像中各个像素点的第一透射率；确定所述待去雾图像的天空区域；利用所述天空区域中各个像素点的像素值对所述天空区域内各个像素点的所述第一透射率进行调整，得到调整后的第一透射率；对所述第一透射率进行导向滤波，得到导向滤波后的所述待去雾图像中各个像素点的第二透射率；使用所述第二透射率计算出与所述待去雾图像相对应的去雾图像。可选的，所述分割出所述待去雾图像的天空区域的步骤之前，还包括：将所述待去雾图像分割成若干等面积的图像块，分别计算各个所述图像块的平均亮度值，并选取平均亮度值最大的图像块；在所述最大的图像块的面积是否低于预设面积阈值时，将分割出的面积低于所述预设面积阈值的图像块中像素点的最大亮度值作为所述待去雾图像的全局大气光值。可选的，所述分割出所述待去雾图像的天空区域的步骤之前，还包括：将所述待去雾图像分割成若干等面积的图像块，分别计算各个所述图像块的平均亮度值，并选取平均亮度值最大的图像块；重复选取平均亮度值最大的图像块的步骤，直至分割出的图像块的面积低于预设面积阈值，以分割出的图像块中像素点的最大亮度值作为所述待去雾图像的全局大气光值。可选的，所述获取待去雾图像，并估计出所述待去雾图像的全局大气光值和所述待去雾图像中各个像素点的第一透射率的步骤包括：将所述待去雾后图像的对比度损失和像素信息损失作为联合损失，最小化所述联合损失估计出所述待去雾图像中各个像素点的第一透射率。可选的，所述确定所述待去雾图像的天空区域的步骤包括：以所述全局大气光值的预设倍数为第一阈值和以所述第一透射率作为第二阈值，分割出所述待去雾图像的天空区域。可选的，所述以所述全局大气光值的预设倍数为第一阈值和以所述第一透射率作为第二阈值，分割出所述待去雾图像的天空区域的步骤包括：以所述全局大气光值的预设倍数为第一阈值，将所述待去雾图像中像素的亮度值高于所述第一阈值的区域作为天空区域，将所述待去雾图像中像素点的亮度值低于所述第一阈值的区域作为非天空区域，对所述待去雾图像进行天空区域分割；以所述预设透射率阈值作为第二阈值，将所述待去雾图像中像素点的第一透射率低于所述第二阈值的区域作为天空区域，将所述待去雾图像中像素点的第一透射率高于所述第二阈值的区域作为非天空区域，对所述待去雾图像进行天空区域分割；将以所述第一阈值分割出的天空区域和以所述第二阈值分割出的天空区域的交集作为分割出的所述待去雾图像的天空区域。可选的，所述利用分割出的所述天空区域中各个像素点的像素值对所述天空区域内各个像素点的所述第一透射率进行调整，得到调整后的第一透射率的步骤包括：以属于所述天空区域的像素点对应的天空区域值为第一数值，以不属于所述天空区域的像素点对应的天空区域值为第二数值，以属于所述天空区域和不属于所述天空区域之间的像素点对应的天空区域值为处于第二数值与第一数值之间的数值，建立所述待去雾图像天空区域的天空区域值矩阵；其中，所述第一数值和第二数值均为自然数，且所述第一数值大于第二数值；利用所述天空区域值矩阵和所述待去雾图像中全部像素点的第一透射率的平均值对所述待去雾图像中各个像素点的第一透射率进行调整，得到调整后的待去雾图像中各个像素点的第一透射率。可选的，所述利用所述待去雾图像天空区域的天空区域值矩阵和所述去雾图像中全部像素点的第一透射率的平均值对所述待去雾图像中各个像素点的第一透射率进行调整，得到调整后的第一透射率的步骤中，利用如下公式进行第一透射率的调整：t(x)′＝(SkyPreserve*Sky[x]+t(x)*(255-Sky[x]))/255；其中，t(x)为所述第一透射率、t(x)′为所述调整后的第一透射率，Sky[x]为所述天空区域值矩阵、所述SkyPreserve为待去雾图像中全部像素点的第一透射率的平均值。可选的，所述对所述第一透射率进行导向滤波，得到导向滤波后的所述待去雾图像中各个像素点的第二透射率的步骤包括：将所述调整后的第一透射率作为滤波器的输入，以所述待去雾图像的明亮度分量为导向图，根据导向滤波中滤波器输出导向图的线性变换公式和所述滤波器输入与输出之间的误差最小值，计算出所述待去雾图像中各个像素点的第二透射率。可选的，所述使用所述第二透射率计算出与所述待去雾图像相对应的去雾图像的步骤包括：将所述待去雾图像中各个像素点的第二透射率、所述全局大气光值和所述待去雾图像输入预设大气散射物理模型，得到已去雾的图像。第二方面，本实施例还提供了一种图像去雾系统，其中，包括：参数估计模块，用于获取待去雾图像，并估计出所述待去雾图像的全局大气光值和所述待去雾图像中各个像素点的第一透射率；天空分割模块，用于分割出所述待去雾图像的天空区域；参数调整模块，用于利用分割出的所述天空区域中各个像素点的像素值对所述天空区域内各个像素点的所述第一透射率进行调整，得到调整后的第一透射率；参数精细处理模块，用于对所述第一透射率进行导向滤波，得到导向滤波后的所述待去雾图像中各个像素点的第二透射率；去雾处理模块，用于使用所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像去雾方法，其特征在于，包括：/n获取待去雾图像，并估计所述待去雾图像中各个像素点的第一透射率；/n确定所述待去雾图像的天空区域；/n利用所述天空区域中各个像素点的像素值对所述天空区域内各个像素点的所述第一透射率进行调整，得到调整后的第一透射率；/n对所述第一透射率进行导向滤波，得到导向滤波后的所述待去雾图像中各个像素点的第二透射率；/n使用所述第二透射率计算出与所述待去雾图像相对应的去雾图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像去雾方法，其特征在于，包括：
获取待去雾图像，并估计所述待去雾图像中各个像素点的第一透射率；
确定所述待去雾图像的天空区域；
利用所述天空区域中各个像素点的像素值对所述天空区域内各个像素点的所述第一透射率进行调整，得到调整后的第一透射率；
对所述第一透射率进行导向滤波，得到导向滤波后的所述待去雾图像中各个像素点的第二透射率；
使用所述第二透射率计算出与所述待去雾图像相对应的去雾图像。


2.根据权利要求1所述的图像去雾方法，其特征在于，所述分割出所述待去雾图像的天空区域的步骤之前，还包括：
将所述待去雾图像分割成若干等面积的图像块，分别计算各个所述图像块的平均亮度值，并选取平均亮度值最大的图像块；
在所述最大的图像块的面积低于预设面积阈值时将分割出的面积低于所述预设面积阈值的图像块中像素点的最大亮度值作为所述待去雾图像的全局大气光值。


3.根据权利要求1所述的图像去雾方法，其特征在于，所述分割出所述待去雾图像的天空区域的步骤之前，还包括：
将所述待去雾图像分割成若干等面积的图像块，分别计算各个所述图像块的平均亮度值，并选取平均亮度值最大的图像块；
重复选取平均亮度值最大的图像块的步骤，直至分割出的图像块的面积低于预设面积阈值，以分割出的图像块中像素点的最大亮度值作为所述待去雾图像的全局大气光值。


4.根据权利要求1所述的图像去雾方法，其特征在于，所述获取待去雾图像，并估计出所述待去雾图像中各个像素点的第一透射率的步骤包括：
将所述待去雾后图像的对比度损失和像素信息损失作为联合损失，最小化所述联合损失估计出所述待去雾图像中各个像素点的第一透射率。


5.根据权利要求2或3所述的图像去雾方法，其特征在于，所述确定所述待去雾图像的天空区域的步骤包括：
以所述全局大气光值的预设倍数为第一阈值，将所述待去雾图像中像素的亮度值高于所述第一阈值的区域作为天空区域，将所述待去雾图像中像素点的亮度值低于所述第一阈值的区域作为非天空区域，对所述待去雾图像进行天空区域分割；
以预设透射率阈值作为第二阈值，将所述待去雾图像中像素点的第一透射率低于所述第二阈值的区域作为天空区域，将所述待去雾图像中像素点的第一透射率高于所述第二阈值的区域作为非天空区域，对所述待去雾图像进行天空区域分割；
将以所述第一阈值分割出的天空区域和以所述第二阈值分割出的天空区域的交集作为分割出的所述待去雾图像的天空区域。


6.根据权利要求1所述的图像去...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏，
申请(专利权)人：武汉TCL集团工业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42