含有大片天空区域图像的去雾算法

为提高包含天空区域图像的去雾效果,解决暗原色先验原理去雾容易导致天空区域色彩失真以及图像整体亮度较暗的问题,针对含有大片天空的图像,提出一种基于天空分割和色调映射的图像去雾算法.在HSI颜色空间中利用图像众数和图像连通区域提出天空识别算法,分割出天空与非天空区域;然后根据暗原色先验原理分别求取二者透射率,并在天空区域完成大气光值的估计;最后在RGB空间中利用大气散射模型复原图像,并经过改进的自适应色调映射得到最终的去雾图像.采用合成雾图、实景雾图和网络收集雾图进行实验的结果表明,该算法在主观视觉和客观指标方面均能得到质量更好的去雾图像.     

颜色保持的实时图像/视频去雾算法

针对目前去雾算法实时性较差,对天空等区域的处理不理想以及去雾后图像偏暗等问题,提出一种实时有效的去雾算法。首先,利用暗原色先验估计粗略透射率图;其次,下采样粗略透射率图并用优化的导向滤波得到改善的透射率图,以便实时处理更高分辨率的图像;然后,上采样改善的透射率图,并对其进行修正,得到优化后的透射率图,以解决暗原色先验不适于处理含有天空等大面积亮区图像的问题;最后,经过颜色保持的自适应亮度调整得到最终去雾图像。该算法时间复杂度仅是图像像素数的线性函数,对分辨率为600×400的图像,耗时约80ms。与基于导向滤波算子的暗原色先验的单幅图像去雾方法、基于中值滤波的快速去雾方法和带颜色恢复的多尺度Retinex(MSRCR)算法进行了对比,     

基于改进容差机制的图像去雾算法

传统容差机制图像去雾算法中的容差参数选取受图像是否含天空区域影响,且修正后的透射率容易出现分层现象。为此,提出一种基于颜色衰减先验的容差机制透射率纠正算法。通过判断图像每一像素点的亮度-饱和度差值与原始透射率的比值大小提取天空等明亮区域,根据原始透射率值以及亮度-饱和度差值对该区域透射率进行放大修正,使其趋近于真实值。实验结果表明,在不改变容差参数的情况下,相对基于暗原色先验的图像去雾算法,该算法色调还原度值、峰值信噪比值均有所提升,复原图像质量更好。     

色彩空间中的单幅图像自适应去雾算法

为解决传统基于暗原色先验的去雾算法在景物边界处出现的白边现象,以及在天空、白云等明亮区域出现的颜色失真的问题,提出一种基于色彩空间的快速去雾算法.首先把暗原色先验值求解中对邻域求最小值操作改为求中值操作;然后根据RGB色彩空间中像素颜色深度变化正好与场景深度变化相对应的关系,引入像素最大值与最小值之差的加权来调整暗原色先验值;再根据阈值来区分是否是明亮区域,修改明亮区域透射率估计的不足;最后在HIS色彩空间复原强度分量和饱和度值,并用直方图拉伸增强强度分量.文中算法无需图像后期修补,能自适应地修改暗原色先验值,实验结果表明了该算法的可行性和有效性.     

色彩空间中的单幅图像自适应去雾算法EI北大核心CSCD

为解决传统基于暗原色先验的去雾算法在景物边界处出现的白边现象,以及在天空、白云等明亮区域出现的颜色失真的问题,提出一种基于色彩空间的快速去雾算法.首先把暗原色先验值求解中对邻域求最小值操作改为求中值操作;然后根据RGB色彩空间中像素颜色深度变化正好与场景深度变化相对应的关系,引入像素最大值与最小值之差的加权来调整暗原色先验值;再根据阈值来区分是否是明亮区域,修改明亮区域透射率估计的不足;最后在HIS色彩空间复原强度分量和饱和度值,并用直方图拉伸增强强度分量.文中算法无需图像后期修补,能自适应地修改暗原色先验值,实验结果表明了该算法的可行性和有效性.     

结合天空分割和局部透射率优化交通图像去雾算法

针对现有的去雾算法在处理交通场景图像时由于透射率估计与实际情况偏差较大,尤其交通图像含有天空区域时容易导致色彩失真和产生光晕效应等问题,在暗原色先验理论的基础上,提出一种结合天空分割和局部透射率优化的交通图像快速去雾算法。首先,采用大津算法(OTSU)将原始图像分割为天空区域与非天空区域;其次,对非天空区域,利用最大值滤波和引导滤波对其透射率进行优化,采用自适应参数调整的方法对天空区域的透射率进行修正;最后,对复原的图像利用限制对比度自适应直方图均衡法(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization, CLAHE)调整色调,提高亮度。实验结果表明,对于天空区域,本文算法不但能有效减少产生颜色失真和光晕效应的现象,得到更为自然清晰的复原结果,对于非天空区域,复原结果的清晰度和对比度更高,而且,算法保持较高的运行效率,另外,去雾后的图像在方差、平均梯度、信息熵等指标上相对于暗原色先验算法、Tarel算法、Meng算法、Zhu算法和Berman算法均有所提升。本文方法可较好地复原雾天交通图像,能为雾天模糊的交通图像快速有效去雾复原提供重要有益的理论基础和技术支持。     

基于阈值分割的暗原色先验图像去雾方法

为解决传统暗原色先验去雾算法运算速度慢,处理结果中天空区域易失真的问题,提出了一种基于阈值分割的暗原色先验图像去雾方法。首先利用阈值分割将天空区域初步分割,然后引入参数[K]对天空区域再分割,精细透射率,解决了天空区域失真问题,同时利用快速双边滤波降低算法复杂度,提高了运算速度,最后通过Gray World假设进行图像增强,提高了复原图像的清晰度和色彩保真度,得到更为清晰的复原图像。     

基于暗原色先验的快速单幅图像去雾算法

针对基于暗原色先验理论的单幅图像去雾算法中,由于某些场景下的雾天图像存在大面积明亮区域（如天空、水面或者偏白色物体等）不满足暗原色先验假设,从而导致去雾处理效果不好的问题。基于暗原色先验理论,提出了一种改进的单幅图像去雾算法。首先利用统计截断的方法估计出大气光值;然后对暗通道图进行中值滤波得到粗略估计的透射率图,并对明亮区域的透射率图进行自适应校正处理;最后将这些参数带入大气散射成像模型完成去雾处理。实验结果显示,相较于原算法而言,所提算法可以准确地选取出天空区域的像素点对大气光进行估计,有效降低明亮区域的色彩失真。通过不同算法对不同室外场景下采集的雾天图像的去雾效果的对比可知,所提算法在对明亮区域的处理上更加合理,可以较好地处理一些带有光源的图像,恢复出的图像具有很好的细节保持,视觉效果显著提高。所提算法对含有大面积明亮区域的雾天图像具有很好的增强处理效果,可以为图像分割、语义检索、智能分析等图像处理工作提供有效的预处理手段,对于交通监管、视频监控、行车视频记录、视觉导航等研究领域具有重要的意义。     

暗原色先验单幅图像去雾改进算法

目的为解决传统基于暗原色先验的单幅图像去雾算法实现效率低以及恢复雾化图像在天空、白云等明亮区域颜色失真的不足,提出一种改进算法。方法通过分块思想,完成透射率的空间自适应估计;通过判断大气光强度和暗通道差值绝对值大小来判断雾图中是否含有明亮区域。结果该算法不仅降低了传统算法的时间复杂度,而且弥补了传统算法在明亮区域透射率估计的不足。结论实验结果表明该改进算法可行、有效。     

修正大气耗散函数的单幅图像去雾

目的 针对暗原色先验原理对雾霾图像中天空或白色物体等明亮区域透射率估计不足,导致该区域去雾后彩色失真的问题,提出一种基于暗原色先验和引导滤波修正大气耗散函数的单幅图像去雾算法。方法 首先,基于暗原色先验模型得到大气耗散函数的粗估计值;其次,构造一个修正函数,纠正暗先验失效的明亮区域的大气耗散函数;然后,对修正后的大气耗散函数和求得的初始传输图分别利用引导滤波进行优化,平滑图像边缘的同时保持图像细节信息;最后,由优化后的传输图和估计的大气光值得到复原图像。结果 选取多幅经典图像进行对比实验,并利用峰值信噪比和均方误差衡量去雾结果的失真程度。实验结果表明,本文算法不但在非明亮区域可以得到较好的去雾效果,而且也能使图像中的明亮区域保持原有色彩,相比而言本文算法得到的复原图像整体失真较少;对于大小为460×300像素的图像,本文算法与He方法相比,得到的复原图像峰值信噪比提高了0.6005 dB,均方误差降低了0.0026,耗时缩短了29.6220 s。结论 对于雾天包含明亮区域的降质图像,提出了一种修正大气耗散函数的单幅图像去雾算法。实验结果的主观和客观评价表明本文算法对天空或白色物体等明亮区域能得到较好的去雾效果,有效改善了暗原色先验原理对图像中明亮区域造成的彩色失真问题。     

结合天空检测与纹理平滑的图像去雾

目的 针对已有图像去雾方法中存在的天空灰暗以及透射率分布与实际情况不一致导致的对比度增强不足等问题,以暗通道先验图像去雾方法为基础,提出结合天空检测与纹理滤波的图像去雾算法。方法 首先,设计了一个基于天空检测的大气光自适应估计策略,以天空区域亮度值较低的像素为依据估计大气光值,能够避免天空色彩失真,获得更明亮且干净的天空恢复结果;其次,对输入图像进行纹理平滑预处理以保持同一平面物体内的像素颜色一致性,并提出一个基于块偏移与导向滤波的透射率精确化计算策略,使透射率估值更符合深度信息的变化趋势,以提升无雾图像的对比度与色彩饱和度;最后,对复原结果进行联合双边滤波后处理,以降低噪声的影响。结果 本文算法得到的大气光估值更为合理,对于不符合暗通道先验的天空区域,能够取得更为自然的天空复原结果;本文算法得到的透射率的变化趋势与实际场景深度之间具有更高的一致性,对于符合暗通道先验的非天空区域,能够取得高对比度与高色彩饱和度的恢复结果。结论 本文算法在大气光与透射率的估值的准确性以及无雾图像的对比度与清晰度增强方面都得到了有效提升,具有较高的鲁棒性,适用于视频监控、交通监管和目标识别等户外获取图像的诸多应用领域。     

基于天空分割的单幅图像去雾算法

针对暗通道先验算法在天空区域失效和复原图像色彩变暗的问题,提出一种基于天空分割的图像去雾算法。首先,采用基于边缘检测的分割算法将原始图像区分为天空区域和非天空区域;其次,在暗通道先验算法的基础上,改进对大气光和透射率的估计方法,进而对非天空区域采用改进的暗通道先验算法去雾;最后,利用基于成本函数的对比度增强去雾算法处理天空区域。实验结果表明,去雾后图像在方差、平均梯度、信息熵等指标上相对于暗通道先验算法均有较大提升,所提算法在保持较高运行效率的同时,能有效避免天空区域的Halo效应,还原真实的景物色彩。     

基于暗原色先验的单幅图像快速去雾算法

针对雾天环境下图像清晰度降低以及色调偏移问题,提出一种基于暗原色先验的单幅图像快速去雾算法。首先使用灰度开运算代替最小值滤波得到粗略暗通道图,根据方差标记出雾天图像各个景深突变区的位置,并对突变区的暗原色值进行细化求解;其次求解出透射率的粗略估计并使用引导滤波来进行优化;然后使用一种自适应的容差机制对天空等明亮区域的透射率进行动态修正;最后利用大气散射模型复原出无雾图像。实验结果表明,与几种典型的图像去雾算法相比,所提算法具有较快的处理速度,同时得到的复原图像细节突出、色彩丰富。     

面向可见光—近红外图像融合的植被与天空概率模板生成

目的 近红外(near-infrared, NIR)图像在夜视和去雾等方面发挥着重要作用,RGB-NIR图像融合是一种常见且有效的处理方式。在实际图像处理过程中,图像的不同对象区域因特性不同需要进行差异化处理,但是现有图像融合算法在植被和天空图像区域存在明显不足。对此,提出RGB-NIR联合图像的植被和天空区域概率模板生成算法。方法 以植被为感兴趣区域,基于RGB图像各通道比值和扩展归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)两种特征,提出RGB-NIR联合图像的植被区域概率模板生成算法。以天空为感兴趣区域,基于透射率图引导的局部熵和扩展NDVI两种特征,结合像素高度信息,提出RGB-NIR联合图像的天空区域概率模板生成算法。两种算法生成的植被和天空的概率模板在RGB-NIR图像融合过程中利用概率模板对权重矩阵进行修正,可明显改善融合效果。结果 检测植被的模板生成算法与传统NDVI进行比较,在对比度和鲁棒性方面有更大优势;与语义分割进行比较,在准确度和纹理细节上有更好表现。检测天空的模板生成算法与当前的概率模板天空检测算法相...     

自适应校正透射率的暗通道先验去雾算法

针对暗通道先验算法复原后的图像在天空区域容易产生色彩失真和伪影的问题,提出了一种新的暗通道置信度计算方法,用以校正天空区域的透射率。根据观察,图像中亮度越高、饱和度越低的区域,越不满足暗通道先验的假设,利用二维高斯函数,结合有雾图像饱和度和亮度的特点,设计了一种新的自适应调参的暗通道置信度计算方法,对不满足暗通道先验区域估算的透射率进行补偿。实验结果表明,该算法能有效解决暗通道先验在天空区域失效的问题,复原图像颜色自然,没有出现色彩失真和伪影。     

基于暗原色先验的图像快速去雾

目的 针对暗原色先验去雾算法出现的边缘残雾、天空色彩失真以及速度较慢问题,提出一种快速有效的图像去雾算法。方法 舍弃传统分块的思想,采用逐像素处理的方法估计透射率,并对估计值过低的透射率进行适当的增强。大气光采用效率更高的四叉树算法来求解。结果 有效地解决了边缘残雾和天空色彩失真问题,相比其他算法,去雾后的视觉效果有所提升。透射率和大气光的求解速度都得到一定程度的提高,去雾速度是暗原色先验去雾算法的近4倍。结论 实验结果表明,本文算法在保证良好去雾效果的前提下能大幅提升去雾的效率,节省去雾所花费的时间。对于大部分有雾图像,本文算法都能够达到较好的去雾效果,但在处理具有较大景深的图像时,远景部分的去雾效果欠佳。鉴于速度上的优势,本文算法适用于对实时性要求比较高的去雾场合。     

雾天交通场景中单幅图像去雾

目的 针对雾天交通场景中通常含有大片天空区域,传统去雾方法在复原这些图像时容易产生光晕、色彩失真等现象。提出一种基于天空区域分割和暗通道先验理论的图像去雾方法。方法 首先提出一种基于最大类间方差法（OTSU）的图像分割算法来自动分离天空区域,然后将天空区域的平均强度值作为大气光值,从而改进场景传输率的估计。结果 本文方法不仅有效地解决了图像去雾后出现光晕和色彩失真等问题,与He Kaiming以及Fattal的方法相比,本文方法去雾后的图像更加真实、自然、平滑。结论 实验结果表明,本文方法能够很好地完成对雾天交通图像的复原,可为道路交通监管提供一种有效的理论基础和技术支撑。     

基于显著图的可变模板形态学去雾方法

针对暗通道先验去雾中存在的光晕现象和天空区域颜色失真现象，提出了一种基于自适应可变形结构元（Adaptive deformable structuring element，ADSE）中值滤波结合灰度形态学重构精细化透射率的方法.该方法利用透射率与图像细纹理结构的无关性，由有雾图像的灰度图计算显著图（Salience map，SM），将SM作为导向图计算ADSE，用生成的ADSE对最小颜色通道图像进行自适应中值滤波运算；其次，以粗估计暗通道图像为标记图像，以自适应中值滤波后的图像作为模板图像进行灰度形态学重构运算，获得精细化暗通道图像，继而得到精细化透射率；最后，针对天空区域，引入最优化透射率方法，对天空和非天空区域做统一的运算得到最终透射率，完成图像去雾.本文算法对真实场景具有很好的去雾效果，同时，基于形态学的运算易于并行化和硬件实现.