基于顏色空間轉(zhuǎn)化的偏振圖像去霧算法研究.pdf

1、近年來頻繁出現(xiàn)的霧霾天氣引起了人們的廣泛關(guān)注。霧霾天氣不但對(duì)人們的健康產(chǎn)生一定的影響，還嚴(yán)重干擾了監(jiān)控系統(tǒng)和偵查裝備等的正常使用，例如在戰(zhàn)場上導(dǎo)彈無法瞄準(zhǔn)目標(biāo)，交通道路上監(jiān)控系統(tǒng)無法識(shí)別車牌，偵查現(xiàn)場上裝備無法正確跟蹤對(duì)象等。因此如何去除霧霾對(duì)智能裝備系統(tǒng)的影響，提取用戶感興趣的有用信息是近年來圖像視覺處理研究的熱點(diǎn)之一。
　　圖像有多種成像方式，包括常見的可見光，遙感，偏振，紅外成像等。其中偏振成像相對(duì)于可見光和紅外成像有諸多優(yōu)

2、點(diǎn)，它可以獲取地物輻射的多維偏振信息，在圖像視覺領(lǐng)域中有獨(dú)特的優(yōu)勢。有效使用偏振信息，可以提高目標(biāo)的識(shí)別能力，從而增強(qiáng)景物的細(xì)節(jié)特征，提高圖像的信噪比?；趥鹘y(tǒng)偏振特性的圖像去霧算法大都對(duì)偏振度、大氣光強(qiáng)和景深信息進(jìn)行優(yōu)化，這種方法在霧天能見度較高時(shí)能夠有效去除圖像霧霾，但是在能見度較低狀態(tài)下，對(duì)遠(yuǎn)處場景的目標(biāo)識(shí)別效果并不理想。本文分析低能見度情況下圖像去霧復(fù)原效果不理想的特點(diǎn)，提出了一種偏振信息到顏色空間轉(zhuǎn)化的算法增強(qiáng)圖像的細(xì)節(jié)特征。

3、主要工作如下:
　　第一:調(diào)研了國內(nèi)外的霧霾去除現(xiàn)狀，按照輸入條件的不同，研究了單幅圖像去霧和多幅圖像去霧算法的優(yōu)缺點(diǎn)并探討霧霾的形成機(jī)理以及大氣散射現(xiàn)象，結(jié)合大氣散模型，對(duì)基于暗原色先驗(yàn)原理的圖像去霧模型進(jìn)行研究。
　　第二:研究大氣偏振特性，調(diào)研經(jīng)典的基于偏振原理的圖像去霧算法，分析傳統(tǒng)的基于偏振特性的圖像復(fù)原算法的不足，提出一種顏色空間轉(zhuǎn)換的算法去除圖像霧霾。根據(jù)Stokes矢量法解析偏振信息，得到偏振圖像的強(qiáng)度、偏振

4、度、偏振角等內(nèi)容，為了達(dá)到偏振信息與去霧模型相結(jié)合的目的，采用了一種顏色空間轉(zhuǎn)化的方法將偏振信息映射到彩色空間。
　　第三:將偏振信息轉(zhuǎn)化到HIS顏色空間對(duì)應(yīng)的亮度，色調(diào)，飽和度等分量中，對(duì)HIS彩色空間中的亮度和飽和度權(quán)重重新進(jìn)行估值，之后再將HIS彩色空間轉(zhuǎn)化到RGB彩色空間，結(jié)合暗原色先驗(yàn)原理，引入引導(dǎo)濾波算法對(duì)圖像進(jìn)行復(fù)原。
　　第四:與傳統(tǒng)的基于偏振特性的圖像復(fù)原結(jié)果作對(duì)比，本文提出的算法的切實(shí)有效，得到的復(fù)原圖像