霧霾天氣下降質(zhì)圖像的復(fù)原算法研究.pdf

1、近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于交通監(jiān)控、自動(dòng)駕駛、航天遙感、安防監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，并且在這些領(lǐng)域中起到了至關(guān)重要的作用。然而，目前的計(jì)算機(jī)視覺監(jiān)控系統(tǒng)特別容易受到戶外環(huán)境因素的干擾。由于在霧霾天氣下，大氣中存在著很多渾濁介質(zhì)所產(chǎn)生的散射效果，顯著地降低了戶外環(huán)境的能見度和對(duì)比度，直接導(dǎo)致計(jì)算機(jī)視覺監(jiān)控系統(tǒng)所捕獲的圖像質(zhì)量嚴(yán)重退化，因此造成了后期圖像特征信息無法被精確獲取。尤其是大規(guī)模霧霾污染事件正在日益

2、增加，霧霾天氣下降質(zhì)圖像的復(fù)原算法分析和研究成為了一個(gè)具有重要現(xiàn)實(shí)意義的課題，受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
　　通過分析和研究霧霾天氣條件下大氣光線的傳播規(guī)律和降質(zhì)圖像形成的根本原因，結(jié)合He等人的去霧方法理論以及其他經(jīng)典的先驗(yàn)知識(shí)，提出了本文的霧天圖像復(fù)原算法。本文的主要成果如下所示：
　　1.提出了一種基于四叉樹和容錯(cuò)機(jī)制的單幅圖像去霧算法。根據(jù)霧天圖像中天空等大氣光值所在區(qū)域像素點(diǎn)的灰度值的均值大而方差值小的規(guī)律，通過利用

3、基于四叉樹的分層搜索算法對(duì)霧天圖像的暗通道圖像進(jìn)行分塊搜索，精確定位霧天圖像中大氣光值所在位置，從而避免在計(jì)算大氣光值時(shí)霧天圖像中如光源等明亮目標(biāo)的干擾。同時(shí)在暗通道先驗(yàn)去霧理論中引入自適應(yīng)容錯(cuò)機(jī)制，能夠有效地提高霧天圖像中大面積白色物體區(qū)域透射率計(jì)算的魯棒性。從而我們能夠獲取清晰地顏色保真度非常高的結(jié)果。
　　2.提出了一種基于白平衡和邊緣保持濾波的單幅圖像去霧算法。首先，通過霧天圖像的暗通道求取大氣光值；其次，為了有效地避免去

4、霧后圖像顏色嚴(yán)重失真，對(duì)霧天圖像進(jìn)行白平衡處理；然后，通過邊緣保持濾波求取精細(xì)的透射圖，避免產(chǎn)生Halo效應(yīng)；最后，我們通過對(duì)初步去霧結(jié)果進(jìn)行色調(diào)映射和基于圖層的細(xì)節(jié)增強(qiáng)操作處理，從而能夠獲取到最終具有非常豐富細(xì)節(jié)信息的結(jié)果。該方法不僅能夠很好的去除霧天圖像中的霧霾因素，而且去霧后的圖像具有很好的顏色保真度和圖像對(duì)比度。
　　3.提出了一種基于邊界約束和滾動(dòng)導(dǎo)向的單幅圖像去霧算法。通過無霧圖像中像素固有的邊界約束條件，推導(dǎo)出透射率