[发明专利]一种快速的沙尘降质图像增强方法

说明书

本发明公开了一种快速的沙尘降质图像增强方法，步骤包括：步骤1、补偿蓝色通道中丢失的蓝色波长来恢复蓝色波长。步骤2、采用白平衡算法对沙尘降质图像进行颜色校正。步骤3、采用引导滤波算法来增强图像对比度和边缘准确性，并使用自适应的方法计算细节层的放大系数来增强图像细节信息。步骤4、得到最终恢复的无沙尘彩色图像，即成。本发明的方法实现了对沙尘拍摄的图像进行清晰化处理，改善了沙尘降质图像的视觉效果，提升了图像的清晰度，增强了图像对比度和色度，使图像的纹理信息更清晰，视觉效果良好。

技术领域

本发明涉及图像增强技术领域，具体领域为一种快速的沙尘降质图像增强方法。

背景技术

近年来沙尘天气出现次数越来越频繁，严重影响了获取图像的质量，这直接影响了交通安全、监视系统、无人驾驶和遥感系统等，因此沙尘降质图像增强已经成为一个急需解决的严峻问题。沙尘降质图像与一般图像的不同在于，沙尘降质图像的能见度低，这主要是由于光在传播过程中沙尘颗粒对光的散射和吸收造成的。吸收降低了光能，散射改变了光的传播方向，它们直接导致了沙尘图像对比度低、偏色和模糊的出现。从退化的沙尘图像中增强和恢复场景中的细节信息，提升图像的清晰度，为图像的进一步处理提供更多的信息具有很重要的现实意义。

如何提高沙尘降质图像的清晰度，国内外学者做了大量的研究。基于大气散射模型，研究者们利用改进的暗通道技术，通过估计环境光和透色率来恢复降质图像。基于拉普拉斯Gamma校正技术的沙尘厚度估计模型，准确估计透射率。在图像处理领域也进行了相关研究，如融合算法、分数微分理论算法和自适应增强算法。研究们还从颜色校正和对比度提升方面对沙尘降质图像进行增强。

虽然现存的沙尘降质图像增强方法可以进行一定程度的改善，但是仍然存在一些缺点，导致增强效果并不理想。处理后的沙尘图像任然存在偏色、对比度低和蓝色伪影的出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速的沙尘降质图像增强方法，对沙尘天气下拍摄的退化图像进行清晰化处理，可以有效的解决沙尘图像偏色、对比度低和蓝色伪影的问题，获得了较好的视觉效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快速的沙尘降质图像增强方法，所述方法对于输入的单幅沙尘降质图像，首先补偿蓝色通道中丢失的蓝色波长来恢复蓝色波长；接着，采用白平衡算法对波长补偿后的沙尘降质图像进行颜色校正；最后，采用引导滤波算法，旨在增强沙尘降质图像的对比度和边缘强度，并使用自适应的方法计算细节层的放大系数来增强图像细节信息；

所述方法步骤如下：

步骤1、输入图像；

步骤2、补偿蓝色通道中丢失的蓝色波长来恢复蓝色波长；

步骤3、采用白平衡算法对沙尘降质图像进行颜色校正；

步骤4、采用引导滤波算法来增强图像对比度和边缘准确性，并使用自适应的方法计算细节层的放大系数来增强图像细节信息；

步骤5、得到最终恢复的无沙尘彩色图像。

优选的，所述步骤1中，所述波长补偿的方法为：

通过以下三种准则来补偿丢失的蓝色波长；

准则一：沙尘天气下大部分的蓝光被散射，从而使沙尘天气下获得的图像呈现出整体偏黄现象，因此如果想要更好的处理沙尘降质图像，需要补足蓝色通道的丢失值来恢复蓝色波长；

准则二：灰色世界假设自然界景物对于光线的平均反射的均值在总体上是相同的，所有通道在场景深度为零的时候都有相同的平均值，因此可以通过该假设补足蓝色通道的丢失值，来恢复蓝色波长；

准则三：在沙尘降质图像处理过程中，分别假设绿通道均值不变和红通道均值不变分别进行蓝色波长恢复实验，通过实验发现假设绿通道均值不变对蓝通道的恢复效果较好。因此，采用绿通道均值不变对蓝通道进行波长补偿；