[发明专利]一种基于图像退化模型的大气能见度计算方法

权利要求书

1.一种基于图像退化模型的大气能见度计算方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、根据经典的McCartney大气散射模型，将图像退化模型分解为入射光衰减模型和大气光成像模型，进而建立图像复原模型，由成像设备实际捕获的原始图像I计算出清晰图像J；

图像退化模型分解公式如下：

I＝J·t+A(1-t)

其中，I表示成像设备实际捕获的目标物体的原始图像，J表示最终要得到的清晰图像，t＝e^-σd表示由于大气介质的散射和吸收作用所形成的大气透射率，A表示大气光的值；

J·t表示入射光衰减模型；A(1-t)表示大气光成像模型；

由此得到图像复原模型中的清晰图像J为：

步骤二、利用消光系数与能见度、波长存在的关系，建立能见度与原始图像I和清晰图像J之间的关系；

关系式如下：

V表示能见度；κ表示特定消光系数；λ表示光的波长；

步骤三、在不同的能见度下分别各获取一张原始图像，利用能见度与原始图像I和清晰图像J之间的关系，计算各能见度对应的清晰图像；

步骤四、针对每张清晰图像，利用四个图像质量指标采用极差变换法分别进行归一化后加和，得到该图像的综合评价；

步骤五、从各清晰图像的综合评价结果中，选择最好的清晰图像对应的能见度，作为待求解数值，通过定量和定性的对应关系，得到能见度定性结果。

2.如权利要求1所述的一种基于图像退化模型的大气能见度计算方法，其特征在于，所述的步骤四中，每个图像均有四个图像质量指标，分别为图像标准差δ、图像信息熵E、图像色彩自然度CNI和图像色彩丰富度CCI；

首先，针对图像k计算标准差δ，公式如下：

其中，M×N表示图像k的大小，P(p,q)表示图像k中第p行、第q列的像素值，μ表示图像k的均值；

图像信息熵E计算公式为：

其中，I表示图像k中每个像素的灰度值(0≤I≤255)，P_I表示灰度值为I的像素数与图像总像素数的比值；

图像色彩自然度CNI的值N_image计算公式为：

N_image＝(n_skin*N_skin+n_grass*N_grass+n_sky*N_sky)/(n_skin+n_grass+n_sky)

n_skin为图像k中skin像素的数目；N_skin为skin像素的图像色彩自然度值；n_grass为图像k中grass像素的数目；N_grass为grass像素的图像色彩自然度值；n_sky为图像k中sky像素的数目；N_sky为sky像素的图像色彩自然度值；

图像色彩丰富度CCI的值C_k计算公式为：

C_k＝S_k+δ_k

S_k是图像k的饱和度分量的均值，σ_k是图像k的标准差；

然后，将每个图像质量指标分别采用极差变换法进行归一化，得到各个指标的归一化结果；

极差变换法公式如下：

n表示各能见度对应的清晰图像的数量，m表示图像质量指标的数量；指标矩阵表示为X＝[x_ij]_m×n，极差变换矩阵表示为Y＝[y_ij]_m×n；

最后，将四个图像质量指标的归一化结果进行加和，得到图像k的综合评价。