[发明专利]基于直方图均衡化过校正恢复的雾天视频图像清晰化方法

权利要求书

1.一种基于直方图均衡化过校正恢复的雾天视频图像清晰化方法，其特征在于，该方法按照以下步骤实施，

步骤1、首先，确定视频帧序列中的基础帧与后续帧，将启动清晰化处理后的第一帧作为基础帧，之后，每隔一定时间间隔，更新一个视频基础帧，跟在基础帧后的其余视频帧为后续帧；

步骤2、对步骤1确定的基础帧进行直方图均衡化处理；

步骤3、对上步经直方图均衡化处理后的基础帧，通过统计其灰度归并的情况进行过校正恢复，得到一个前后图像灰度值的映射表hs，所述的直方图均衡化过校正恢复方法的具体方法是：

1)、直方图均衡化处理前的图像为[f_B(i，j)]_m×n，直方图均衡化处理后的图像为[f_h(i，j)]_m×n，统计该[f_h(i，j)]_m×n的灰度直方图，记作h_h，

2)、计算直方图均衡化处理前后图像的直方图的峰值位置即：

设直方图为h，则峰值位置k_max为k_max＝{k|h(k)＝max[h]}

设按照上式，计算得到的[f_B(i，j)]_m×n和[f_h(i，j)]_m×n的直方图峰值位置分别为kB_max，kh_max，

3)、查找直方图均衡化处理后被归并的灰度级

对照前后图像灰度值的映射表hs，当hs(i)＝hs(j)，则表明原图像中的灰度值i，j被归并为相同的值hs(i)；当hs(i)＝k，hs(i+1)＝k+s，并且s＞1，则表明在处理后图像中，没有像素灰度值[k+1，k+s-1]的范围内，

设置归并允许归并像素的概率分布小于万分之五的灰度级，计算原图像直方图h_B的统计值，当h_B(k)≤0.00005时，则灰度级k允许被归并，

4)、暗区细节恢复，计算原图像[f_B(i，j)]_m×n中[0，kB_max]之间的h_B(k)＞0.00005的灰度级个数，设为NB_l；计算直方图均衡化后图像[f_h(i，j)]_m×n中[0，kh_max]之间的h_h(k)＞0的灰度级个数，设为Nh_l，则需要恢复的像素级数为ΔN_l＝NB_l-Nh_l，

a、如果kB_max＞kh_max，表明直方图均衡化处理后，将峰值变小，统计图像[f_h(i，j)]_m×n在[kh_max，kB_max]范围内，不为空位的灰度级个数，记作NhB_max，

如果kB_max＜kh_max，表明直方图均衡化处理后，将峰值变大，统计图像[f_h(i，j)]_m×n在[kB_max，kh_max]范围内，不为空位的灰度级个数，同样地，也记作NhB_max，

如果峰值位置变小，则将这NhB_max个灰度级在[kB_max+1,255]范围内恢复，如果峰值位置变大，则将这NhB_max个灰度级在[kh_max+1,255]范围内恢复，

具体方法是：按照顺序，找到其中的空位，在空位上顺序插入Nho_max个灰度级即可，这个操作在映射表修正上表示为：

判断：如果Δhs(s)＝hs(kB_max+s)-hs(kB_max+s-1)＞1则找到空位，

hs(k)＝hs(k)+Δhs(s)-1，k＝ko_max，...，ko_max+s

恢复了s个灰度级，不断地重复，直到恢复的灰度级个数等于NhB_max，

以上的操作以峰值位置变小的情况下的处理，对于峰值位置变大的情况，将kB_max与kh_max相互替换即可，

b、对映射表hs的暗区部分按照下式进行修正，

移动[f_h(i，j)]_m×n的直方图峰值至ko_max：

hs(k)＝hs(k)+(ko_max-kh_max)，k＝0，1，...，kh_max，

c、如果ΔN_l＝0，则表明暗区细节不需要恢复，直接转入亮区细节恢复，否则，进行下面的操作：在[0，(ko_max-kh_max)]的灰度级范围内，恢复之前统计得到的ΔN_l个灰度级，具体方法是：找到映射表hs中所有hs(k)＝(ko_max-kh_max)的元素，将其值逆序分别递减1即可，

5)、亮区细节恢复，具体的方法是，在[ko_max+1,255]范围内，从255至ko_max逆序查找空位，如果有空位，则将映射表hs中两个相等的值中的一个减1，完成分解，恢复1个灰度级，以此循环，直到要求的细节恢复个数全部分解完成，得到清晰化处理的映射表hs；

步骤4、对步骤3经过过校正恢复的基础帧进行滤波去噪处理；

步骤5、利用步骤3中过校正恢复处理后得到的映射表，对后续帧进行清晰化处理，具体方法是：

根据所述的步骤3所得到的清晰化处理映射表hs给出的值，按照下面的公式获得清晰化处理的后续帧[g(i，j)]_m×n，g(i，j)为处理后的图像的函数值；f(i，j)为处理前的图像的函数值，则有：

[f_k(i，j)]_m×n＝255·hs([f_B(i，j)]_m×n)，

其中的i＝1，2，..，m，j＝1，2，..，n；

步骤6、对上步处理后的后续帧按照步骤4的方法进行滤波去噪处理；

步骤7、判断是否结束清晰化处理，如果是，则结束所有的操作，

如果不是，则判断时间间隔是否到设定的阈值T，如果是，下一帧作为基础帧处理，转步骤2进行循环处理；如果不是，则下一帧作为后续帧处理，转步骤5进行循环处理，并且将计数值加1。