基于超像素暗通道和自动色阶优化的图像去雾算法

针对暗通道先验(dark channel prior, DCP)复原图像中的光晕现象、明亮区域色彩失真、环境光估计不准确等问题,提出了基于超像素暗通道和自动色阶优化的单幅图像去雾算法。首先,由改进的White Patch Retinex算法增强图像并计算精确环境光。接着,在传统暗通道去雾算法中引入超像素图像分割和引导滤波算法,使透射率估计的稳健性与精确性得以提升。然后,采用自适应容差对明亮区域的透射率进行补偿,有效抑制明亮区域色彩失真问题。最后,以自动色阶优化算法提高图像对比度。将本文去雾算法与其他算法从主观和客观两个维度进行比较,实验结果表明：采用不同算法对不同浓度的自然雾图进行对比实验,信息熵提高0.2 bit,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)提高0.8 dB,运行效率提高。该算法对不同浓度含雾图像具有良好的适应性,复原图像色彩真实、纹理清晰、细节丰富,去雾效果良好。     

基于环境光差异的图像去雾算法

针对环境光差异引起图像去雾亮度值存在偏差、图像质量下降的问题,提出一种基于环境光差异的图像去雾算法。把图像分为环境光差异较大的天空区域和非天空区域,根据环境光差异设置不同的阈值对两类区域再进行分割;采用对比度先验去雾算法对天空区域块去雾,通过暗通道先验去雾算法对非天空区域块处理;最后用动态阈值白平衡算法调整恢复后的图像亮度和色彩。实验结果表明,本算法比其他算法能更有效解决环境光差异引起的图像去雾色彩失真、质量下降问题,鲁棒性较高,恢复后的图像色彩真实度和清晰度较高,更符合人眼视觉观察特性。     

基于天空约束暗通道先验的图像去雾

针对现有暗通道图像去雾算法存在的天空色彩失真,景物边缘光晕效应等问题,本文提出了基于暗通道理论的改进去雾算法.由于暗原色先验理论不适用于天空区域,本文将引导滤波用于天空区域的细化分割,准确估计包含天空区域图像的大气光照强度,解决了天空色彩失真问题;其次,利用中值滤波得到详细边缘信息,进而得到更为清晰的透射率,有效抑制了景物边缘光晕问题;最后针对去雾后图像偏暗的问题,在HSV空间对亮度分量V通道进行增强处理.实验结果表明,针对带雾图像,本文算法能够有效地去雾,改善天空区域色彩失真以及景物边缘光晕问题.     

区域分割优化的暗通道先验去雾算法

较为经典的去雾算法是暗通道先验去雾算法,但该算法会产生天空区域光晕失真现象。为此,提出区域分割优化的改进暗通道先验去雾算法。首先提出K均值聚类分割算法,得到区域类别标签图;以大气光值选取区域为掩膜,求出类别标签图中天空区域的类别标签值,依据二值分类法将类别标签图转换为包含天空区域和前景区域的二值图;然后对透射率图进行区域优化处理,克服暗通道先验去雾算法天空区域低估透射率的不足;最后将有雾图像代入有雾图像退化模型,还原出颜色逼真的无雾图像。利用不同去雾算法进行去雾对比实验,结果表明,该算法消除了天空区域的光晕失真现象,去雾图像细节获得明显增强,去雾效果优于其他去雾算法,实验验证了该算法的正确性和可行性。     

一种改进实时图像去雾的暗原色先验算法

针对暗原色先验图像去雾算法运行时间长,天空区域分割耗时,复原图像中存在方块效应以及整体偏暗等缺点,提出一种改进的实时图像去雾暗原色先验算法。在暗通道求取时,使用快速最小值滤波,加快传统暗通道求取最小值排序的时间;在大气光求取时,使用像素值限定的方法快速排除天空区域,使用暗通道图像剩余最亮部分对应原图像像素值的均值,有效避免原算法中求取大气光值过大导致复原图像失真的现象;在透射率的优化时,使用Sobel边缘检测与求取图像二阶导数图像,得到精细的透射率,改善了细化透射率的时间复杂度;对最终图像采取伽码变换,提高图像亮度。实验结果表明,与原暗通道先验算法相比,此算法有效提高了算法的实时性。     

基于多尺度Retinex和暗通道的自适应图像去雾算法

针对暗通道先验算法处理大片天空区域存在复原图像的可视化效果较差和图像细节信息不丰富等问题,提出一种基于多尺度Retinex和暗通道的自适应图像去雾算法。采用Canny算子对亮度分量进行边缘检测并利用多尺度Retinex算法消除亮度分量,采用交叉双边滤波优化暗通道的先验理论获得粗略估计的透射率,采用四叉树子空间搜索法选取全局大气光值。为了消除图像中复原图像整体较暗以及无法显示细节信息的现象,使用二维伽马函数校正亮度值,最终得到复原后的去雾图像。实验结果表明,所提算法可以有效恢复有雾图像的细节信息,去雾较为彻底,整体平滑,色彩明亮度较好,图像清晰自然。     

区域透射率融合的暗通道图像去雾方法

针对传统基于暗通道先验的去雾方法容易导致边缘区域和天空区域分别出现伪影和颜色失真的问题，提出了一种基于区域透射率融合的暗通道图像去雾方法。首先，将含雾图像分为非天空、天空及过渡边缘等3个区域。其次，在暗通道结合块透射率估计和点透射率估计分别对非天空区域和过渡边缘区域进行融合，并利用梯度域引导滤波进行平滑处理，得到融合后的暗通道透射率。然后，合成天空区域的亮度透射率和暗通道融合透射率，以获得最终的透射率。最后，利用得到的透射率和改进后的大气光值对图像进行复原，得到去雾结果图像。实验结果表明，与传统暗通道方法相比，所提方法明显更优，其在有效抑制边缘伪影的同时能够较好地保留含雾图像的颜色特征。所提方法得到的去雾图像在主观评价和客观评价方面均能取得更好的结果。     

基于暗通道原理的图像去雾算法改进

本文基于暗通原理改进的去雾算法针对透射率细化过程比较耗时的问题,通过结合Retinex算法进行改进;针对暗通道去雾类似区域出现颜色失真、色偏效应,采用分割出天空区域在求取大气参数A,提高求取大气参数A的精度,并结合阈值法对透射率加个增幅项;针对暗通道去雾处理后的图像有偏暗的现象,采用自适应对数映射算法进行色调调整。该改进算法能较好的还原出无雾图像,并具有很好的保留边缘细节信息等特性。     

基于暗原色优化算法的去雾研究

针对基于传统的暗原色先验去雾算法中,由于某些场景下的雾天图像存在大面积明亮区域无法满足暗原色先验的假设,导致去雾效果不佳。文中就此问题提出了一种改进的去雾算法,基于McCartnet的理论建立大气散射模型,根据暗通道理论粗略估计透射率,之后引入容差参数并设置阈值,重新计算明亮区域的透射率,从而实现对明亮区域透射率的自校正。针对于复原图像色彩较暗的问题,采用改进的线性亮度调整方法来调节图像的亮度。实验结果显示,相较于原算法而言,改进算法可以有效的对大气光值进行估计,降低明亮区域的色彩失真,复原的图像可以保持足够的亮度,同时不丢失图像的细节,视觉效果显著提高。     

基于明亮区域分割的图像去雾算法

针对暗通道先验去雾中存在的光晕和色彩失真问题，提出一种基于明亮区域分割的图像去雾算法。首先通过亮度阈值分割和区域生长将雾天图像分割为明亮区域与非明亮区域；然后用亮通道先验和超像素分别改进明亮区域和非明亮区域透射率的计算公式；再用加权融合的方法将这两个区域的透射率进行融合得到粗略的透射率，使用引导滤波对其进行优化，同时对雾天图像进行四叉树分割，取最终分割区域像素的亮度平均值为大气光值，通过大气散射模型复原去雾图像。实验结果表明，改进后去雾图像的峰值信噪比与改进前相比提高了6.5%，信息熵提高了2.1%，新增可见边之比提高了5.5%，梯度均值提高了5.3%。本文改进算法能够解决暗通道先验去雾中的问题，得到清晰且对比度高的去雾图像。     

结合区域生长与容差机制的暗通道去雾算法

针对传统的暗通道先验算法在处理带有大面积天空区域的有雾图像时出现明显的块效应、色彩失真和亮度偏低等问题,提出了一种结合区域生长与容差机制的去雾算法。首先通过灰度图腐蚀求出暗通道;接着利用种子区域生长法分割出天空区域,并把天空区域的平均灰度值作为大气光值估计;然后结合大气散射模型得到粗略的透视率,并采用改良的容差机制和引导滤波对透视率进行修正和细化;最后,引入Retinex法对图像进行后处理,进一步调整色彩和亮度。实验结果表明,本文提出的去雾算法对带有天空区域的图像去雾效果明显,天空区域的色彩有了显著改善,图像整体清晰明亮。     

结合K均值聚类的暗通道去雾改进算法

针对暗通道先验去雾算法在处理单幅图像去雾时计算复杂度高且对于天空等高亮区域有局限性而易产生失真的问题,从暗通道模型出发,提出首先利用双暗通道拟合进行透射图估计,然后采用K均值聚类算法对有雾图像进行区域分类之后再针对天空区域估计出大气光强度的算法.该算法增强了图像的细节信息,并大大降低了计算复杂度,且提升了大气光强度估计值的准确性,有效抑制了高亮区域的失真.主观和客观评价表明,该算法能够取得比传统算法更好的去雾效果.     

基于快速引导滤波改进的暗原色先验去雾算法

针对目前单幅雾霾降质图像存在大面积天空域,导致暗原色失效复原图像失真以及去雾时间复杂度高的问题.提出一种基于暗原色先验和快速引导滤波的去雾方法,针对存在高亮天空域图像多尺度滤波采用自适应阈值分割得到天空域,在天空域求取精确大气光值,再将天空域和非天空域透射率有效归一化,最后采用暗通道图作为引导图快速引导滤波精细化透射率,最大限度保留边缘细节的同时有效降低时间复杂度.实验结果表明,该方法可以有效处理天空域,保持色彩和细节信息,在算法实时性上有明显优势.     

天空区域分割的暗原色先验去雾视觉优化技术

暗原色先验规律在天空区域的不适用,将会导致去雾后图像中的天空区域产生明显的噪声放大和色彩失真,为此提出基于天空区域分割的改进暗原色先验去雾算法.首先,采用将K均值聚类与增强边缘提取相结合的方法来进行天空区域分割,之后对有雾图像中天空区域的透射率进行修正,以得到改进的去雾后图像.该方法在天空区域分割的准确性上较好,去雾后图像不仅天空区域失真与噪声等显著减弱,还保证了远景清晰度.实验表明,该方法明显改善了去雾后图像天空区域的视觉效果并保留了远景清晰度,使去雾后图像显得清晰的同时表现得更加自然.     

融合暗通道滤波和空间金字塔的图像去雾算法

针对红外摄像机在有雾天气下红外图像降质的问题,本文提出一种融合暗通道滤波和空间金字塔的图像去雾算法（Dark channel filtering and spatial pyramid algorithm,后文简称DCF-SP）用于海上红外图像的去雾。首先,对海上红外图像进行自适应的海天分割,再将天空区域均分为四个子空间,定位灰度均值最大的子空间,重复迭代上述过程,将三级分割后的最亮子块中邻域像素亮度最大的值视为大气光估计值。接着,对清晰和带雾红外图像进行最小值滤波,得到清晰红外图像暗通道值趋于零的先验知识,最后估计出暗通道透射率,实现红外图像去雾。实验结果表明,对比现有去雾算法,DCF-SP算法鲁棒性更高运行时间更短,且更能保留图像目标的边缘信息,EPI和SSIM指标分别达到0.95和0.9425。      

基于FPGA的视频实时去雾算法及其硬件实现

单幅图像去雾技术虽然已经取得较大的进展,但是算法较为复杂,运行时间较长.为了实现视频实时去雾,以硬件实现为目的,对暗通道先验算法进行改进,降低其时间复杂度.提出了一种暗通道图优化方法,保留了图像的边缘信息,消除了光晕效应,省去了透射率细化的复杂操作;提出了适应于硬件实现的大气光值估计和调节及透射率补偿方法,解决了视频帧间闪烁及天空等明亮区域的色彩失真问题.基于现场可编程门阵列(FPGA)对所提出算法进行了硬件实现.结果表明,该算法可以实时处理帧速为60 f/s、分辨率为1 920×1 080的视频图像,相比传统去雾算法速度更快,去雾质量更高.