[发明专利]一种面向大面积天空区域图像的去雾方法

摘要

本发明针对暗原色先验去雾算法对天空区域估计透射率偏小，导致复原无雾图像色彩失真，存在不均匀色块等问题，给出了一种面向大面积天空区域图像的去雾方法。首先通过改进的阈值分割方法将图像分成天空区域和非天空区域，在天空区域使用四叉树模型得到准确的大气光照值，并且使用导向滤波和天空透射率补偿方法对透射率图进行优化；然后利用暗原色先验原理分别对天空及非天空区域进行去雾处理；最后，在融合阶段，给出了一种融合处理方法，消除了融合后分界处的明显的“白边”效应，使得天空与非天空区域处理后融合效果更加自然。该发明对处理含有大面积天空区域的有雾图像具有良好的效果，可用于交通道路的实时监控等领域。

主权项

一种面向大面积天空区域图像的去雾方法，其特征在于，主要包括三个部分：天空区域与非天空区域的分割、获取天空区域与非天空区域的无雾图像、融合天空和非天空区域无雾图像，得到最终的复原图像；第一部分包括两个步骤：步骤1，对含大面积天空区域的有雾图像根据最大类间方差法求得自适应阈值，进行初步分割；步骤2，将步骤1的阈值分割结果作形态学膨胀处理得到细化的天空区域S1；第二部分包括五个步骤：步骤3，针对天空区域S1，采用四叉树方法分割求得平均值和标准差之差最大的块；步骤4，重复步骤3直到区域大小小于给定阈值，其均值即为大气光值A；步骤5，使用暗原色先验原理求得透射率并用导向滤波对透射率图进行优化，得到透射率图t(x)；步骤6，天空区域亮度值相近且平滑，暗原色先验原理不适用于天空区域，所以对步骤5获得的天空区域部分的透射率图t(x)进行天空补偿，设定天空补偿阈值为，利用公式，也就是将透射率逐渐递增来抵消由于天空区域透射率过小导致的通道间色彩差异变大，消除天空色彩失真；其中是补偿后天空区域透射率，t(x)为步骤5获得的透射率，为0‑1之间的常数；步骤7，根据公式，并且利用暗原色先验原理分别还原天空区域和整幅有雾图像的无雾图像，其中, I(x)是待去雾图像, J(x)是要恢复的无雾图像,是大气光照度，是透射率，是环境光的散射系数，d(x)为景深；第三部分包括一个步骤：步骤8，利用本发明的融合方法融合复原后的天空与非天空区域，得到最终的无雾图像：处理后的天空与非天空区域若是直接的拼接在一起，分界线会十分明显，很不自然，为了消除拼接后的分界处“白边”，在对图像像素点不进行额外的操作运算情况下，有：其中，Jdark(x)表示有雾图像经过基于暗原色先验原理处理后的无雾图像，Jsky(x)表示在文中处理后的天空区域图像，其非天空区域置0，Jprocess(x)表示分割出的非天空区域图像，其天空区域置0，J(x)表示复原无雾图像；然后再对融合后的图像进行白平衡和亮度调整，并进行自动色阶调整，提升图像的色彩对比度，得到最终的无雾图像。