[发明专利]基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法

权利要求书

1.基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，当大气同质时，雾霾天气条件下单色大气散射模型用下式表示：

I(x)＝J(x)t(x)+A(1-t(x))

其中，I(x)表示观察到的图像亮度，J(x)表示无雾图像的场景辐射亮度，A表示整体大气光值，t(x)表示介质传输率；

J(x)t(x)为直接衰减项，用以描述场景辐射亮度及其在介质中的衰减；

A(1-t(x))为大气散射光，造成场景的模糊和颜色的偏移失真；

其特征在于：所述的估算与优化方法包括一个传输率估算的步骤和一个传输率快速高斯滤波器优化的步骤：

所述的传输率估算的步骤包括以下步骤：

S11：对三个通道的雾霾成像方程I(x)＝J(x)t(x)+A(1-t(x))进行最小化操作得到最小值亮度图；

S12：对最小值亮度图每个像素点的矩形邻域取最小值操作得到暗通道图像；

S13：选取暗通道中0.1%个像素最大灰度值的均值作为大气光值；

S14：根据暗通道图像计算得到传输图像：

其中，为近似传输函数，ω为调节参数，min为取最小化操作，I^c(y)真实图像，A为大气光值，c表示三个通道，c∈(r,g,b)，Ω(x)为矩形邻域；

所述的传输率快速高斯滤波器优化的步骤为：在二维模板运算的高斯滤波器基础上，将二维模板转换为一维向量，有效加快传输率优化速度，其计算方式适合可编程逻辑器件实现，它包括以下两个步骤：

（1）按行进行前向和后向的一维滤波；

（2）按列进行前向和后向的一维滤波。

2.根据权利要求1所述的基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，其特征在于：所述的前向一维滤波结果：

w[n]＝Bin[n]+(b₁w[n-1]+b₂w[n-2]+b₃w[n-3])/b₀；

其中，w[n]表示进行前向一维滤波之后得到的像素值，in[n]表示图像n点的像素值，w[n-1]表示n点的前向一维滤波得到的上一个像素值，w[n-2]表示n-1点的前向一维滤波得到的上一个像素值；w[n-3]表示n-2点的前向一维滤波得到的上一个像素值。

3.根据权利要求1所述的基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，其特征在于：所述的后向一维滤波结果：

out[n]＝Bw[n]+(b₁out[n+1]+b₂out[n+2]+b₃out[n+3])/b₀；

其中，out[n]表示经过后向一维滤波后得到的像素值，w[n]表示进行前向一维滤波之后得到的像素值，out[n+1]表示n点的后向一维滤波得到的下一个像素值，out[n+2]表示n+1点的后向一维滤波得到的下一个像素值，out[n+3]表示n+2点的后向一维滤波得到的下一个像素值。

4.根据权利要求2或3所述的基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，其特征在于：所述的b₀、b₁、b₂、b₃表示计算得到的系数：

b₀＝1.57825+(2.44413q)+(1.4281q²)+(0.422205q³),

b₁＝(2.44413q)+(2.85619q²)+(1.26661q³),

b₂＝-((1.4281q²)+(1.26661q³)),

b₃＝0.422205q³;

其中，q表示递归参数。

5.根据权利要求4所述的基于快速高斯滤波的雾霾图像介质传输率估算与优化方法，其特征在于：所述的q表示递归参数：

q=0.98711σ0-0.96330,σ0≥2.5,3.97156-4.145541-0.26891σ0,0.5≤σ0≤2.5.]]>

其中，σ₀表示标准差。