[发明专利]一种基于暗通道先验引导图像滤波去除图像雾霾的方法

说明书

本发明提供一种基于暗通道先验引导图像滤波去除图像雾霾的方法，该发明由模糊雾霾图像、找到暗通道、找到大气光、找到传输介质、使用所述模糊雾霾图像、所述大气光和所述模糊图像找到无雾图像；解决了之前对模糊雾霾图像去除方法时存在的不清晰问题，一是找到暗通道，利用暗通道获得初步的去雾图像；二是获得去除雾霾图像存在伪影的问题，通过引导滤波器对基于暗通道获取的图像进一步作平滑或羽化处理。本发明因充分考虑了图像去雾时的伪影问题，得到的去雾图像更加合理，因此具有很好的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及图像过滤技术领域，主要涉及一种基于暗通道先验引导图像滤波去除图像雾霾的方法。

背景技术

经过人工智能应用不断地发展壮大，图像作为一种重要的数据资源，被广泛应用于生活环境中，但大气生活环境中存在许多雾霾天气，使得获取的图像数据严重受到干扰。雾霾条件下能见度降低，户外获取的图像会降低质量，表现为模糊不清的图像以及颜色发生衰减等特征，严重影响了图像的理解与应用。雾霾产生的图像降质问题严重干扰着军用和民用成像设备的正常运行。例如遍布城市的监控设施摄像头，受到雾霾天气环境的影响，对人员和车辆信息的判断造成巨大的信息损失，为保障城市安全带来严重隐患；在军事侦察、城市生活、对地观测中，雾霾图像对正确的信息识别造成严重的干扰，为目标追踪、环境监测、资源管理、生活安全带来困难。图像的雾霾去除操作也可以归类于图像预处理的范畴，图像雾霾去除的处理结果直接影响着后续操作的信息准确度。

另一方面，随着手机、数码相机、电子摄像头等互联网设备的广泛应用，数字图像逐渐取代传统的图像，成为人类传递信息的新的重要载体。计算机运行速度的不断提高使得我们有能力对数字图像进行处理，所以本发明的图像雾霾去除方法都是基于数字图像进行的。综上所述，图像雾霾去除方法的研究有着重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种基于暗通道先验引导图像滤波去除图像雾霾的方法，以解决基于暗通道去除模糊雾霾图像留存伪影的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种基于暗通道先验引导图像滤波去除图像雾霾的方法，包括以下步骤：

S1、模糊雾霾图像；

S2、找到暗通道；

S3、找到大气光；

S4、找到传输介质；

S5、使用所述模糊图像、所述大气光和所述模糊图像找到无雾图像；

S6、使用引导图像滤波器；

S7、输出精细的图像。

进一步，所述S1中，模糊雾霾图像的成型模型为：

（1）

其中，为雾化的图像，为无雾图像；表示大气光值；表示透射率是通过光中未散射到达相机的介质；为图像中的像素点，称为直接衰减，称为空气光。

进一步，所述S2中，暗通道表示为：

（2）

其中， 为无雾图像中RGB通道中的其中一个颜色通道, 为对应通道的像素；是以像素点为中心的局部斑块；为是最小滤波器；为颜色通道索引；分别表示红绿蓝三原色光；

在无雾霾图像的情况下，像素在三原色通道中总会存在至少一个颜色通道会出现很低的值，即，无雾霾图像的暗通道强度趋于零：

（3）。

进一步，所述S3中，在场景的照明源仅为大气光时，无雾图像表示为：

（4）

其中，是场景点的反射率；表示全球大气光值；

模糊雾霾图像方程改写为：

（5）

其中，为空气光。