[发明专利]彩色雾霾图像去雾与光照补偿的复原方法

摘要

本发明公开一种彩色雾霾图像去雾与光照补偿的复原方法，主要解决现有技术存在复原结果颜色失真、光晕伪影和偏暗的问题。其实现步骤是用雾霾图像I(x,y)的暗通道图像D(x,y)初步估计大气幕图像；对暗通道图像作灰度开运算，得到大气幕图像粗估计图像D′(x,y)；以暗通道图像为引导图像，对大气幕图像粗估计图像进行引导滤波，得到大气幕图像V(x,y)；将雾霾图像与大气幕图像做差，得到残差图像E(x,y)；对残差图像的亮通道图像B(x,y)进行灰度闭运算，得到光照分量图像粗估计图像B′(x,y)；以亮通道图像为引导图像，对光照分量图像粗估计图像进行引导滤波，得到光照分量图像L(x,y)；将光照分量图像代入光照‑反射成像模型中，求解得到复原结果。本发明无需计算环境光、透射率，可稳定复原出清晰图像。

主权项

一种彩色雾霾图像去雾与光照补偿的复原方法，包括如下步骤：(1)从雾霾图像库或通过数字成像设备拍摄获得由大气散射所形成的单幅雾霾图像I(x,y)：I(x,y)＝I0(x,y)t(x,y)+A(1‑t(x,y))，其中(x,y)是雾霾图像中任一像素的坐标，I0(x,y)是无雾霾的图像，t(x,y)是透射率图像，A是环境光，I0(x,y)t(x,y)为残差图像，用E(x,y)表示，它代表场景中物体被动成像的特性，A(1‑t(x,y))为大气幕图像，用V(x,y)表示，它代表环境光对场景物体被动成像的影响；(2)求取雾霾图像I(x,y)每个像素在红绿蓝RGB颜色空间下的RGB三通道灰度最小值，获得暗通道图像D(x,y)，并将暗通道图像作为大气幕图像的初步估计图像；(3)对暗通道图像D(x,y)进行灰度开运算，得到大气幕图像的粗估计图像D′(x,y)；(4)用暗通道图像D(x,y)作为引导滤波器的引导图像，通过引导滤波器对大气幕图像的粗估计图像D′(x,y)进行保边平滑滤波，得到大气幕图像V(x,y)；(5)将雾霾图像I(x,y)与大气幕图像V(x,y)相减，去除环境光对场景中物体被动成像的干扰，得到残差图像E(x,y)；(6)根据残差图像E(x,y)表示场景中物体被动成像的特性，将其用光照‑反射成像模型表示：E(x,y)＝L(x,y)R(x,y)，其中L(x,y)是光照分量图像，R(x,y)是反射分量图像；(7)求取残差图像E(x,y)每个像素在红绿蓝RGB颜色空间下的RGB三通道灰度最大值，获得亮通道图像B(x,y)，并将亮通道图像作为光照分量图像L(x,y)的初步估计图像；(8)对亮通道图像B(x,y)进行灰度闭运算，得到光照分量图像L(x,y)的粗估计图像B′(x,y)；(9)用亮通道图像B(x,y)作为引导滤波器的引导图像，通过引导滤波器对光照分量图像的粗估计图像B′(x,y)进行保边平滑滤波，得到光照分量图像L(x,y)；(10)将光照分量图像L(x,y)代入光照‑反射成像模型，求解残差图像E(x,y)在红绿蓝RGB颜色空间中RGB各通道的反射分量图像Rc(x,y)，将反射分量图像Rc(x,y)中每一个像素的灰度值扩展至区间[0,255]，得到的彩色图像即最终复原结果，其中c∈{R,G,B}。