[发明专利]一种基于差分偏振获取透射率的偏振图像去雾方法

说明书

本发明公开一种基于差分偏振获取透射率的偏振图像去雾方法，属于图像去雾处理技术领域。本发明所述方法为使用偏振成像的方法获得两幅同一场景的正交偏振图像。基于有雾图像物理模型建立大气散射模型。再结合亮、暗通道先验，分别计算两幅子图的亮、暗通道图像，得出其暗通道的透射率图像t1及无穷远处大气光值。根据差分图像去雾方法，用雾浓度近似代替光学厚度，进而求得差分透射率图t2。将暗通道透射率图与差分透射率图结合得到总透射率图像，对其进行阈值处理后使用引导滤波进行细化处理。将求得的透射率和大气光代入大气散射模型得到无雾图像。本发明使图像质量提升明显，获得更多物体反射光信息，提高了复原图像的清晰度。

技术领域

本发明涉及一种基于差分偏振获取透射率的偏振图像去雾方法，属于图像去雾处理技术领域。

背景技术

近年来，雾霾天气日益加剧，其导致成像系统获取到的图像质量下降，进而严重影响视觉系统的分析和判断；因此，提高有雾图像的清晰度以获得更好的视觉效果和更丰富的细节信息处理算法已成为当下研究的重点领域。目前，众多研究人员已经提出了许多用于处理雾天图像的方法；由于雾霾等散射颗粒散射太阳光形成的大气光都具有部分偏振特性，因此，偏振光学成像去雾适用于各种场景的各类雾霾天气，应用范围广泛，成为研究热点之一；在强散射环境下，基于偏振成像技术的目标探测和识别具有其它成像方式没有的优势和应用；针对暗通道先验的算法不适用于天空和大面积白色区域，大气光估计值容易过大，产生色彩失真问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于差分偏振并结合亮暗通道先验获取透射率的偏振图像去雾方法以克服现有技术的缺陷。

本发明所采用的技术方案是：一种基于差分偏振并结合亮暗通道先验获取透射率的偏振图像去雾方法，包括以下步骤：

具体包括以下步骤：

(1)使用偏振成像的设备对目标场景成像，转动偏振片，获得两幅同一场景的正交偏振图像，雾对图像影响最小的光强图，记作I_||，对图像影响最大的光强图，记作I_⊥；

基于有雾图像的物理模型建立大气散射模型，包括两部分：

场景目标直透光：D(x,y)＝L(x,y)t(x,y)

大气光：B(x,y)＝A_∞[1-t(x,y)]

其中L(x,y)为目标反射光强，即无雾图像，t＝e^-βd，βd为光学厚度，A_∞为无穷远处大气光值；

总光强，即有雾图像，是两者的非相干叠加，即：

I(x,y)＝D(x,y)+B(x,y)＝L(x,y)t(x,y)+A_∞[1-t(x,y)]

所以可得目标反射光强：

(2)输入两幅正交偏振图像，结合亮、暗通道先验，分别计算两幅子图的亮、暗通道图像，得出其暗通道的透射率图像t1及无穷远处大气光值；

(3)根据差分图像去雾方法，用雾浓度近似代替光学厚度，进而求得差分透射率图t2；

(4)将暗通道透射率图与差分透射率图结合，得到总透射率图像，对其进行阈值处理，再使用引导滤波进行细化处理，得到优化后的透射率图像；

(5)将求得的总透射率图像和大气散射图像代入大气散射模型中，得到去雾复原图像，即：

进一步的，本发明所述步骤(2)中的暗通道先验理论：对于大多无天空区域的图像，图像块的所有像素点的三个颜色通道中至少有一个通道的像素值是最低的，定义暗通道图像为：