[发明专利]基于暗原色先验的地下管道图像快速去雾方法

摘要

本发明提出了一种基于暗原色先验的快速地下管道图像去雾方法。通过对带雾地下管道图像进行预处理，得到有雾图像对应的暗原色图像；对获取的暗原色图像进行均值滤波以估计图像透射率；对均值滤波的结果弥补一个偏移值，得出透射率的粗估计值；使用原图像与均值滤波后的图像的像素值来估计全局大气光；利用物理恢复模型恢复出去雾后图像。本发明的有益效果是，该方法在保证一定去雾效果的同时，兼顾了算法的快速性，能够实现实时去雾，适用于地下管道环境的视频监控、地下管道病害识别等科学领域。

主权项

1.一种基于暗原色先验的地下管道图像快速去雾算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)、对原始带雾地下管道图像进行预处理，得到带雾图像对应的暗原色图像，利用获得的暗原色图像消除带雾图像中对大气光值有影响的因素，其中，获取对应暗原色图像的方法为对原始带雾地下管道图像求取三个颜色通道的最小值：其中H表示原始带雾地下管道图像；H^c表示H的某一个颜色通道；{r,g,b}表示红、绿、蓝三个颜色通道；H^c(x)表示原始带雾地下管道图像当中单个像素点的某一个颜色通道的值；M(x)为原始带雾地下管道图像H的暗通道图像；步骤(2)、对原始带雾地下管道图像对应的暗通道图像M(x)进行均值滤波以估计透射率，公式如下：其中，A₀为大气光值在三个颜色通道的最小值，表示使用S_a尺寸的窗口进行均值滤波，S_a表示均值滤波窗口的尺寸，M(x)表示原始带雾地下管道图像对应的暗通道图像，M_ave(x)为对原始带雾地下管道图像对应的暗通道图像M(x)进行均值滤波，Ω(x)为空间坐标x的S_a×S_a邻域，y为空间坐标x在S_a×S_a邻域内的像素；步骤(3)、对均值滤波的结果弥补一个偏移值，得出透射率的粗估计值，公式如下：δ＝ρm_av，  (4)其中，为透射率的粗估计值，ρ为可调节的参数且0≤ρ≤1/m_av，m_av是暗通道图像M(x)中所有像素的均值；在弥补一个偏移值后，为了防止去雾后的图像出现整体偏暗或偏亮的情况，将δ的上限设置为0.9，则δ的表达式进一步表示为：δ＝min(ρm_av,0.9)，  (5)步骤(4)、结合公式(3)(4)(5)，得到估计透射率t(x)的表达式：由带雾图像退化物理模型可知，L(x)＝A(1‑t(x))，其中，A为全局大气光，L(x)为环境光，t(x)为透射率，结合公式(6)，则可以得到计算环境光L(x)的表达式为：L(x)＝min(min(ρm_av,0.9)M_ave(x),M(x))，  (7)步骤(5)、使用原始带雾地下管道图像与均值滤波后的图像的像素值来估计全局大气光A，公式如下：式中，ε为经验常数，取0.5；步骤(6)、利用物理恢复模型恢复出去雾后地下管道图像：式中，F(x)为去雾后的地下管道图像。