彩色图像去雾处理方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了彩色图像去雾处理方法和系统，以实现降质视频／图像的真实场景复原。上述方法包括：获取降质图像各像素点的颜色分量；对降质图像的天空亮度的各颜色分量进行估值，得到天空亮度颜色分量估计值；利用天空亮度颜色分量估计值和各像素点的颜色分量对上述降质图像进行处理，得到粗估计的大气耗散图像；对粗估计的大气耗散图像进行双边滤波，得到经双边滤波处理的大气耗散图像；利用经双边滤波处理的大气耗散图像对上述降质图像进行去雾还原处理。可见，本发明专利技术的技术方案对彩色降质图像进行处理得到大气耗散图像，并对天空亮度进行了估计，最后根据天空亮度估计值以及上述大气耗散图像对真实场景图像进行复原，从而达到了去雾效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理领域，更具体地说，涉及彩色图像去雾处理方法和系统。
技术介绍
在雾、霾等天气条件下，大气中悬浮的大量微小水滴和气溶胶的散射作用会使视 频/图像严重降质(请参见图1)，因此，需要对降质视频/图像进行处理，恢复出真实场景 图像。降质视频与降质图像的处理基本相同，这是因为视频是由多帧图像组成，只要分别对 组成视频的每一帧图像进行处理，即可实现对降质视频的处理。而一幅在雾、霾等天气条件下拍摄的降质图像可视为由天空亮度、真实场景图像 和大气耗散图像共同作用的结果，且三者相互间没有关联。这就为降质图像/视频真实场 景的复原提供了契机。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了彩色图像去雾处理方法和系统，以实现降质视频/ 图像的真实场景复原。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下方案一种彩色图像去雾处理方法，包括获取降质图像各像素点的颜色分量；对所述降质图像的天空亮度的各颜色分量进行估值，得到天空亮度颜色分量估计利用所述&和所述各像素点的颜色分量对上述降质图像进行处理，得到粗估计的 大气耗散图像；对所述粗估计的大气耗散图像进行双边滤波，得到经双边滤波处理的大气耗散图 像；利用经双边滤波处理的大气耗散图像对所述降质图像进行去雾还原处理。优选的，所述利用和所述各像素点的颜色分量对所述降质图像进行处理，得到 粗估计的大气耗散图像的具体实现方式为将各像素点的颜色分量I。(x)与&的比值与1之间的最小值，作为相应像素点经校正后的颜色分量/〖(Χ),其中，X表示所述降质图像中任一像素点的空间坐标；将每一像素点经校正后的颜色分量中的最小值作为该像素点对应的大气耗散粗 估计值，由所述大气耗散粗估计值得到对应的粗估计的大气耗散图像。优选的，所述利用经双边滤波处理的大气耗散图像对所述降质图像进行去雾还原 处理的具体实现方式为 利用公式代(Λ)= cV ‘ ； 7对所述降质图像进行去雾还原处理，其中，1-Γ⑷P c(x)表示场景反照率颜色分量，卢(JC)表示经双边滤波处理的大气耗散图像的各像素点 所对应的大气耗散值，K的取值范围为0. 9 1。优选的，所述对所述降质图像的天空亮度进行估值，得到天空亮度颜色分量估计 值义的具体实现方式为分别以所述降质图像中每一像素点为中心设定其邻域，选取位于所述邻域范围内 的各像素点的颜色分量中的最小值，作为所述中心的中心最小值；对所述降质图像进行边缘检测，分别以每一像素点为中心确定包括所述中心的图 像块，计算在所述图像块内检测出的边缘所包含的像素数所占的比例；将边缘所包含的像素数所占的比例不大于预设平坦阈值，且中心最小值不小于预 设亮度阈值的像素点所组成的区域确定为候选天空区域；当所述候选天空区域的数量为多个时，将最接近所述降质图像上方的候选天空区 域确定为天空区域，否则，直接将所述候选天空区域确定为天空区域；选取所述天空区域内各颜色分量中的最大像素值作为相应的天空亮度颜色分量估计值义。优选的，所述对所述粗估计的大气耗散图像进行双边滤波的具体实现方式为对 所述粗估计的大气耗散图像进行高斯型双边滤波。优选的，所述预设平坦阈值为0. 001。优选的，所述预设亮度阈值为所述中心最小值中的最大值的95%。一种彩色图像去雾处理系统，包括颜色分量获取单元，用于获取降质图像各像素点的颜色分量；天空亮度估值单元，用于对所述降质图像天空亮度的各颜色分量进行估值，得到天空亮度颜色分量估计值；大气耗散图像粗估计单元，用于利用所述&和所述各像素点的颜色分量对所述降 质图像进行处理，得到粗估计的大气耗散图像；大气耗散图像细估计单元，用于对所述粗估计的大气耗散图像进行双边滤波，得 到经双边滤波处理的大气耗散图像；反照率恢复单元，用于经双边滤波处理的大气耗散图像对所述降质图像进行去雾 还原处理。优选的，所述大气耗散图像粗估计单元包括校正子单元，用于将各像素点的颜色分量Ic(X)与义的比值与1之间的最小值，作为相应像素点经校正后的颜色分量，其中，X表示所述降质图像中任一像素点的空间 坐标；粗估计子单元，用于将每一像素点经校正后的颜色分量中的最小值作为该像素点 对应的大气耗散粗估计值，由所述大气耗散粗估计值得到对应的粗估计的大气耗散图像。5优选的，所述天空亮度估值单元包括中心最小值获取子单元，用于分别以所述降质图像中每一像素点为中心设定其邻 域，选取位于所述邻域范围内的各像素点的颜色分量中的最小值，作为所述中心的中心最 小值；比例获取子单元，用于对所述降质图像进行边缘检测，分别以每一像素点为中心 确定包括所述中心的图像块，计算在所述图像块内检测出的边缘所包含的像素数所占的比 例；候选天空区域获取子单元，用于将边缘所包含的像素数所占的比例不大于预设平 坦阈值，且中心最小值不小于预设亮度阈值的像素点所组成的区域确定为候选天空区域；天空区域选取子单元，用于当所述候选天空区域的数量为多个时，将最接近所述 降质图像上方的候选天空区域确定为天空区域，否则，直接将所述候选天空区域确定为天 空区域；天空亮度值估计子单元，用于选取所述天空区域内各颜色分量中的最大像素值作 为相应的天空亮度颜色分量估计值&。可见，本专利技术实施例所提供的技术方案对彩色降质图像进行处理得到大气耗散图 像，并对天空亮度进行了估计，最后根据天空亮度估计值以及上述大气耗散图像对彩色降 质图像的真实场景图像进行复原，从而达到了对彩色降质视频/图像的去雾效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术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为雾、霾天气下拍摄的降质图像；图2为本专利技术实施例所提供的彩色图像去雾处理方法的流程图；图3为本专利技术实施例所提供的彩色图像去雾处理方法的另一流程图；图4为本专利技术实施例所提供的彩色图像去雾处理方法的又一流程图；图5为本专利技术实施例所提供的彩色图像去雾处理方法的又一流程图；图6为本专利技术实施例所提供的图1所示图像的边缘图像；图7为本专利技术实施例所提供的彩色图像去雾处理方法的又一流程图；图8为本专利技术实施例所提供的去雾处理后的图像；图9为图1所示图像对应的饱和度分量的直方图；图10为图8所示图像对应的饱和度分量的直方图；图11为图1所示图像对应的色调极坐标直方图；图12为图8所示图像对应的色调极坐标直方图；图13为本专利技术实施例所提供的彩色图像去雾处理系统结构示意图；图14为本专利技术实施例所提供的彩色图像去雾处理系统另一结构示意图；图15为本专利技术实施例所提供的彩色图像去雾处理系统另一结构示意图。具体实施例方式为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结如下景深场景中物体到成像设备之间的距离；连通分量令S代表一幅图像中像素的子集。如果在S中全部像素之间存在一个 通路，则可以说任两个像素P和q在S中是连通的。对于S中的任何像素P，S中连通到该 像素的像素集称为S的连通分量。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色图像去雾处理方法，其特征在于，包括：获取降质图像各像素点的颜色分量；对所述降质图像的天空亮度的各颜色分量进行估值，得到天空亮度颜色分量估计值＊↓［ｃ］；利用所述＊↓［ｃ］和所述各像素点的颜色分量对上述降质图像进行处理，得到粗估计的大气耗散图像；对所述粗估计的大气耗散图像进行双边滤波，得到经双边滤波处理的大气耗散图像；利用经双边滤波处理的大气耗散图像对所述降质图像进行去雾还原处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：禹晶，肖创柏，李大鹏，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]