[发明专利]雾霾图像快速去雾处理组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种雾霾图像快速去雾处理组件。

背景技术

在计算机视觉领域，对有雾场景下图像的清晰化处理是一个重要的问题，它对于后续的操作（如目视解译以及计算机视觉分析）来说至关重要。在可见光成像范围内，由于受到大气中雾、尘埃等微粒的影响，随着传输距离的增加，物体反射后到达相机感光片的光线很微弱，使得成像模糊不清，尤其是在大雾天气下，能见度很低，大雾天气下拍摄的图像雾霾情况更加严重。因此，需要通过去雾手段恢复出成像微弱的细节部分，图像去雾技术对平安城市的建设尤其重要，具有重大的现实意义：图像去雾技术可适用于有雾场景下对非法车辆的跟踪和识别，对大雾天气下违法分子的监控，以及对可能存在交通隐患的交通路段的监视。

目前，对雾霾图像的雾天清晰化处理方法大致分为两种：一种是通过提高对比度的增强方法，一种是基于物理模型的图像复原方法。由于通过提高对比度的增强方法是一种相对手段，尽管提高了图像清晰度，也增加了图像细节，但是可能带来的负面影响是：丢失图像部分细节、颜色失真等。如基于视网膜大脑皮层理论算法（Retinex算法），最根本的问题是不能去除图像中雾的成分；而基于物理模型的图像复原技术从雾的产生机理出发去除图像中的雾霾影响，得到的图像具有无雾场景的真实感，如暗通道先验去雾技术，它是一种简单实用的去雾方法，不但适用于雾天场景，而且也能应用于无雾天气下而不改变景深、颜色、细节等场景信息。

对于图像的很多非天空场景区域，在某些像素点上至少存在一种彩色通道具有非常低的亮度，接近黑色的带点。这个黑点主要来源于三方面：物体的阴影、黑色物体及表面、颜色鲜艳的物体。换句话说，这些区域的最小亮度应该有非常低的值。形式上，对于一幅图片J，定义：

Jdark(x)=minc∈{r,g,b}(miny∈Ω(x)(Jc(y)));]]>

其中，J^c是图像J的一个彩色通道（即RGB三颜色的一种），Ω(x)是中心在x处的一个局部图像模块。观察到对于一幅没有雾霾的户外景物图像，除了天空区域，J^dark的亮度非常小，经常趋于零。因此，称J^dark为图像J的暗通道（dark channel）。暗通道的低亮度主要是由于以下三个方面造成的：

（1）阴影：例如，都市风景图像中的汽车、建筑物、窗户等的阴影，或者山水风景图像中岩石、树及树叶的阴影。

（2）物体或各种表面的色彩：例如，许多物体（例如绿色的草、树及各种植物，红色或黄色的花及树叶，蓝色的海水表面等）由于只有单一的一种颜色，缺少RGB三通道颜色的其它颜色，将导致暗通道的低亮度。

（3）暗的物体或表面：例如，颜色比较暗的树干和石头，由于户外自然景物图像充满了阴影和各种色彩，因此这些图像的暗通道亮度较低。