[发明专利]一种基于单幅图像去雾的处理方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种基于单幅图像去雾的处理方法、装置及系统。

背景技术

拍摄户外场景时，往往会因为空气中的悬浮颗粒(例如：烟、雾气、杂质等)的存在而降低照片或者视频的清晰度，直接影响到大多数基于计算机视觉算法的自动化图像系统的正常工作，如交通运输、户外监视、地形侦测系统等。因此，图像去雾的研究有着理论和现实的迫切需要。

目前，对于图像去雾的处理方法主要分为两类：基于多幅图像的去雾处理方法和基于单幅图像的去雾处理方法。基于多幅图像的去雾处理方法对于输入数据有一定的要求，使得普通拍摄者难以获取合适的图像，限制了该类方法的实用性。而基于单幅图像的去雾处理方法由于对输入数据的要求比较低，或附加少量的信息就可以实现图像清晰化，受到了越来越多人的重视。

现有的基于单幅图像的去雾处理方法中应用比较广泛的是暗通道优先方法，该方法提出了一种新的先验知识暗原色(Dark channel prior)，利用该先验知识估算出整体大气光值和介质传输率(即透射率)，并通过软抠图修复(soft matting)算法对介质传输率进行优化，最后利用大气成像模型求解出场景辐射亮度。虽然暗通道优先方法在单幅图像去雾方面取得了很大的进步，但在实际的应用中依然存在一些问题：首先，暗通道优先方法有一定的局限性，不能很好处理图像中的灰白区域(接近空气颜色)；其次，soft matting算法使得整个处理过程耗时较多，而且需要大量的存储空间，因而在一定程度上限制了该方法的应用和推广。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于单幅图像去雾的处理方法，旨在解决现有的暗通道优先方法在单幅图像去雾处理时，对图像中的灰白区域处理效果较差，而且整个处理过程需要消耗较多的计算时间和存储空间的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于单幅图像去雾的处理方法，所述方法包括以下步骤：

A、将雾化图像划分为暗像素区域和暗像素失效区域，并获取所述暗像素失效区域的信息，所述信息包括所述暗像素失效区域的个数及其分布位置；

B、计算所述暗像素区域内的暗像素；

C、根据所述暗像素失效区域的个数及其分布位置，估算所述雾化图像的大气光值；

D、获取所述雾化图像的景物深度信息；

E、根据所述暗像素区域内的暗像素以及景物深度信息，估算所述暗像素失效区域内的暗像素；

F、获取所述雾化图像中景物深度变化最明显的边缘线；

G、重新计算所述边缘线两侧预设宽度区域内的暗像素；

H、根据上述步骤，计算所述雾化图像的透射率；

I、根据所述大气光值和透射率，通过公式对所述雾化图像进行去雾操作，获取去雾后的清晰图像J(x)；

其中，I(x)为雾化图像，t(x)为透射率，A为大气光值，t₀为预设常数。

本发明实施例的另一目的在于提供一种基于单幅图像去雾的处理装置，所述装置包括：

第一信息获取单元，用于将雾化图像划分为暗像素区域和暗像素失效区域，并获取所述暗像素失效区域的信息，所述信息包括所述暗像素失效区域的个数及其分布位置；

第一计算单元，用于计算所述暗像素区域内的暗像素；

估算单元，用于根据所述暗像素失效区域的个数及其分布位置，估算所述雾化图像的大气光值；

第二信息获取单元，用于获取所述雾化图像的景物深度信息；

第二计算单元，用于根据第一计算单元计算得到的暗像素和第二信息获取单元获取的景物深度信息，估算所述暗像素失效区域内的暗像素；

第三信息获取单元，用于获取所述雾化图像中景物深度变化最明显的边缘线；

第三计算单元，用于重新计算所述边缘线两侧预设宽度区域内的暗像素；

第四计算单元，用于计算所述雾化图像的透射率；

去雾图像获取单元，用于根据所述大气光值和透射率，通过公式对所述雾化图像进行去雾操作，获取去雾后的清晰图像J(x)；

其中，I(x)为雾化图像，t(x)为透射率，A为大气光值，t₀为预设常数。

本发明实施例的再一目的在于提供一种包括所述基于单幅图像去雾处理装置的系统。