[发明专利]一种基于独立分量分析的单幅图像雾霾快速去除方法

权利要求书

1.一种基于独立分量分析的单幅图像雾霾快速去除方法，其特征在于，包括以下步骤；

S1、在雾霾天采集含有雾霾的雾霾降质图像，并对其进行形态学腐蚀处理；

S2、对形态学腐蚀处理后的图像计算生成暗通道图像；

S3、根据生成的暗通道图像进行径向基函数插值拟合，得到雾霾大气粒子传播特性曲面；

S4、将雾霾大气粒子传播曲面的数据和雾霾降质图像的各颜色空间分量数据分别转换为一维矢量；

S5、将雾霾大气粒子传播曲面的一维矢量与有雾图像各颜色空间分量的一维矢量进行线性组合，得到观测数据矩阵；

S6、基于独立分量分析对观测数据矩阵进行雾霾分量与无雾颜色空间分量的分离，得到各个颜色空间的雾霾分量一维矢量和无雾霾图像分量一维矢量；

S7、将各个颜色空间的无雾霾图像分量一维矢量进行维度变换与颜色空间融合，得到去除雾霾的清晰图像。

2.根据权利要求1所述的基于独立分量分析的单幅图像雾霾快速去除方法，其特征在于，所述步骤S1中；

对雾霾降质图像进行形态学腐蚀处理时，将雾霾降质图像I中的结构元素确定为并去掉尺寸小于的局部孤立亮点；

其中，进行形态学腐蚀处理的公式为：

其中，I’为形态学腐蚀处理后的图像；

为图像形态学腐蚀操作运算符。

3.根据权利要求1所述的基于独立分量分析的单幅图像雾霾快速去除方法，其特征在于，所述步骤S2中，计算生成的暗通道图像中各个像素点z的取值I^dark(z)为：

其中，I^c(q)为雾霾降质图像I在颜色通道c中坐标q处的取值；

c∈{r,g,b}，对应于雾霾降质图像的红、绿和蓝颜色空间；

Ω(z)为以z为中心的局部区域。

4.根据权利要求3所述的基于独立分量分析的单幅图像雾霾快速去除方法，其特征在于，所述步骤S3中进行径向基函数插值拟合的函数表达式为：

其中，h(z)为得到的雾霾大气粒子传播特性曲面；

c₀、c₁和λ_i为拟合系数；

z_i为观测的n个数据点集；

为径向基函数，且r为空间点z与z_i之间的距离。

5.根据权利要求4所述的基于独立分量分析的单幅图像雾霾快速去除方法，其特征在于，所述步骤S4中，雾霾大气粒子传播特性曲面的数据和雾霾降质图像各颜色空间分量数据均为二维矩阵的数据形式，将其转换为一维矢量的方法具体为：

按照各二维矩阵中数据顺序不变，下一行与上一行首尾相连的方式，将雾霾大气粒子传播特性曲面的数据和雾霾降质图像各颜色空间分量数据分别转换为一维矢量形式，生成一维矢量x_h、x_r、x_g和x_b。

6.根据权利要求5所述的基于独立分量分析的单幅图像雾霾快速去除方法，其特征在于，所述步骤S5中，对一维矢量x_r、x_g、x_b和x_h进行线性组合分别得到：

红色空间观测数据矩阵：X_r＝[x_r；x_h]；

绿色空间观测数据矩阵：X_g＝[x_g；x_h]；

蓝色空间观测数据矩阵：X_b＝[x_b；x_h]。