一种改进的基于暗通道先验去雾算法

在雾霾天气下图像质量受大气散射的作用,使得图像质量较差。针对以上问题,提出一种改进的暗通道图像去雾算法。由于带雾图像中局部区域暗通道分量不趋近于0,对大气光值的估计是通过局部像素点R、G、B三通道像素值的方差来判断其波动幅度。若波动较大,则选出三通道中的较小值为当前像素点的暗通道像素值;若波动较小,则通过其周围像素点中最小通道的均值来确定当前点的暗通道值,从而得到精准的暗通道图和大气光值。将采样的方式加快求取透射率图的速度,最后转变为HSI颜色空间可以对图像进行更好的复原。实验结果表明,该算法可以针对色彩失真的状况得到有效的改善,同时在得到去雾图像速度上提高50%以上。     

概率二维主分量分析

二维主分量分析是一种直接面向图像矩阵表达方式的特征抽取与降维方法. 提出了一个基于二维主分量分析的概率模型. 首先, 通过对此产生式概率模型参数的最大似然估计得到主分量(矢量); 然后, 考虑到缺失数据问题, 利用期望最大化算法迭代估计模型参数和主分量. 混合概率二维主分量分析模型在人脸聚类问题上的应用表明概率二维主分量分析模型能作为图像矩阵的密度估计工具. 含有缺失值的人脸图像重构实验阐述了此模型及迭代算法的有效性.     

新的雾霾退化场景再现快速算法

雾霾天气条件下,由于大气粒子的散射作用,使采集图像对比度、清晰度等方面产生降质。针对这一问题,提出了一种新的图像雾霾去除算法。算法从单色大气散射模型出发,根据有关大气光衰减项的先验知识与假设,构建有约束最优化问题对大气光衰减项进行直接求解。根据散射模型与大气光衰减项求解结果实现对原始场景反照率的恢复。实验证明,所提算法能够较好地对具有不同景深的场景图像信息实现恢复,提升场景视见度,算法鲁棒性较好,与同类算法相比运行效率提高1倍以上,能够较好地运用于智能交通监控等可见光计算机视觉系统。     

结合透射率和大气光改进的暗原色先验去雾算法

针对暗原色先验透射率在明亮区域估计不足以及大气光误差问题,提出一种结合透射率和大气光改进的去雾算法。在分析高斯函数特点的基础上,依据有雾图像暗原色的高斯函数初步估计透射率,利用最大最小操作消除块状效应;然后,通过晕光算子与形态学膨胀操作获取大气光描述区域来获取大气光值;最后根据大气散射模型复原清晰图像。实验结果表明,所提算法能够有效去除图像中的雾气,浓雾图像恢复效果相比暗原色先验等算法更佳,且处理速度较快,便于实时应用。     

雾霾天气下可见光图像场景再现

为了再现雾霾天气下可见光图像的清晰场景,有效抑制雾霾退化造成的对比度、清晰度下降,提出了单色大气散射模型新的求解方法. 首先,将单色大气散射模型类比Retinex模型,重新解释了大气传递图;依据大气传递图的先验知识和几点假设,建立目标函数的变分模型,将大气传递图的估计问题转化为二次规划问题. 通过带约束的归一化最速下降法获取最优解,并采用多分辨率技术加速计算;在HSI空间的亮度分量上反解单色大气散射模型,得到反射图像,并依据大气传递图自适应校正饱和度分量. 实验结果表明,新算法可有效去除雾霾,再现真实场景的对比度和清晰度,同现有去雾算法相比,本文算法取得了相似甚至更好的去雾效果.     

单幅图像快速去雾算法

目前去雾算法主要有通过暗原色和对图像颜色通道处理等方法,但是这些方法去雾效率不高,从而导致实用性不强,针对此弊端提出了一种基于单幅图像的快速去雾算法。大气光估计运用改进的暗通道方法,先对颜色通道进行最小滤波,然后取最小滤波的最大值作为大气光的估计值;透射率估计运用物理模型均值滤波,先根据数学模型转换,然后进行一次均值滤波,再用偏移值来修正带透射率的估计值。算法简单快速有效,具有实用性。对实验结果进行定性定量分析,证明与其他算法相比,所提算法具有更好的去雾效果和更快的处理速度。     

基于暗通道先验的单幅图像去雾新算法

由于暗通道先验去雾算法会使天空等明亮区域产生颜色失真、偏移等问题,对此文中提出基于暗通道先验的单幅图像去雾新算法,提高了图像去雾效果.首先,根据图像的大小设计了一种自适应滤波窗口;其次,为了防止图像中的高亮像素对大气光值估计的影响,利用变差函数去除这些高亮像素,并结合去除高亮像素后图像的暗通道图,估计大气光值;然后,提出了一种结合结构相似性的暗通道先验去雾改进算法,并对透射率进行优化、修正;接着,利用大气散射模型恢复出无雾图像;最后,利用RGB模型和HIS模型的相互转化,增强恢复图像的亮度.实验结果表明,该算法不仅能对图中景物进行较好的去雾,还能较好地处理天空等明亮区域,使处理后的图像有很好的视觉效果.     

结合暗通道先验的光补偿快速去雾算法

针对暗通道先验单幅图像去雾算法去雾不彻底、天空区域偏色严重且去雾速度慢等问题,提出了一种结合暗通道先验的光补偿快速去雾算法。首先将二阶Butterworth高通滤波器引入同态滤波函数,在频域内对最小颜色分量进行增强,同时,平滑最小颜色分量中的光照,补偿局部区域因光照不足引起的图像质量下降;然后用双边滤波对其进行平滑处理,使光照在最小颜色分量图像上过渡更加自然;最后将处理之后的最小颜色分量作为引导图细化初始透射率。实验结果表明,与Tarel算法和中值滤波算法相比,该算法得到的去雾图像具有更好的视觉效果;与引导滤波算法相比,该算法去雾效果更为彻底,天空区域颜色还原准确,且运算速度更快。     

基于暗通道先验和Retinex理论的快速单幅图像去雾方法

针对雾霾天气下捕获的图像存在低对比度、低饱和度和色调偏移等现象, 提出了一种基于暗通道先验和Retinex理论的快速单幅图像去雾方法.该方法从大气散射模型出发, 利用暗通道先验法则,通过灰度开运算对大气光值进行区间估计,同时获得介质传输率的初始估计, 并通过白平衡简化大气散射模型; 其次,基于Retinex理论,利用高斯滤波获得介质传输率的粗略估计, 并通过线性映射实现灰度值搬移; 然后,将介质传输率的初始估计和粗略估计进行像素级融合, 利用快速联合双边滤波进行边缘优化,同时通过参数自适应调整的方法对雾图中大片天空区域的介质传输 率进行修正; 最后,通过简化大气散射模型和色调调整得到复原图像.与几种典型的图像去雾算法相比, 本文算法具有很快的运算速度,能有效提高复原图像的清晰度和对比度,同时获得较好的图像颜色.     

快速去除单幅图像雾霾的算法

运用黑色通道先验知识(DCP)计算出整体大气光,然后通过该整体大气光和估计的大气散射光求解出介质传输率,最后由大气衰减模型得到复原结果。该算法集DCP估算整体大气光较为精确的优点和大气散射光计算快速的优点于一体。实验结果表明,该算法不仅能在视觉效果上取得较好的复原结果,而且使得去除雾霾的时间大大缩短。     

改进多尺度卷积神经网络的单幅图像去雾方法

针对当前已有的去雾方法容易造成天空区域存在光晕以及色彩失真的现象，提出了一种多尺度卷积结合大气散射模型的单幅图像去雾算法。将原始有雾图像与三个不同尺度的卷积核进行卷积，经过一系列特征学习后得到粗略的传播图，然后使用引导滤波器对其进行优化，得到精细化后的传播图。利用粗传播图和有雾图像计算出全局大气光。根据大气散射模型反推出无雾清晰图像。实验结果表明，该方法对天空区域的处理更加自然，在图像的纹理细节以及颜色失真上有较好的效果。     

基于雾气浓度估计的图像去雾算法

根据雾气浓度的视觉特征,提出一种雾气浓度估计模型.在此基础上,结合大气散射模型,提出一种新的图像去雾算法.首先,基于雾气浓度估计模型计算出雾气浓度量化图,利用模糊聚类算法在量化图中识别出雾气最浓区域并估计出全球光; 然后,对量化图中的“非雾气最浓”区域再次进行聚类处理,根据文中所提最优透射率评价指标估计出每个聚类单元的透射率,将全球光与透射图以及有雾图像导入散射模型,便可达到去雾的目的; 最后,针对去雾后图像较实际场景偏暗,提出一种基于小波域的多尺度锐化算法进行增强处理,以改善其主观视觉质量.实验结果表明,本文算法与现有主流算法相比,具有更好的去雾效果,并且其计算速度也相对较快.     

基于局部均值和标准差的图像去雾算法

针对雾天图像对比度低和颜色退化严重现象,提出一种单幅图像快速去雾算法。对雾天图像局部区域均值和标准差的特点进行分析,根据图像局部均值和标准差的差值得到关于大气散射光的估计,结合大气散射模型对雾天图像进行修复。实验结果表明,算法能够有效地去除图像中的雾气,且处理速度较快,便于实时应用。     

基于景深的单幅图像快速去雾算法

在雾、霾天气条件下,由于大气粒子的散射作用导致采集的图像质量严重下降,给计算机视觉系统成像带来极大不便。针对上述问题,提出一种基于景深的单幅图像快速去雾算法。通过暗通道对图像处理,得到图像传输图,从而简化大气散射模型,利用景深信息估计大气散射模型,得到边缘突变景深关系比,通过近水平方向上的景深关系比值优化传输图,利用双边滤波对景物边缘进行处理。从3个颜色通道出发,降低波长对景深估计的影响。实验结果证明,该算法能够恢复景物边缘的细节对比度,有效提高图像的清晰度与视见度。     

基于双边滤波的图像去雾

目的在雾、霾等天气下,获取的图像受到大气粒子散射的影响而严重降质。针对这一问题,提出了一种基于双边滤波的单幅图像去雾算法。方法此算法是以大气散射模型为基础。首先利用双边滤波保持边缘的平滑特性得到准确的大气耗散函数。其次,针对明亮区域失真的问题,本文提出了弱化明亮区域去雾的方法。最后,通过变换大气散射模型得到清晰的无雾图像。结果大量实验结果表明,本算法恢复的图像清晰自然,尤其是在远景处和景深突变的边缘处的处理能取到很好的去雾效果。此外,其时间复杂度为图像大小的线性函数。结论针对雾、霾天气下的降质图像,基于大气散射模型与双边滤波特性,本文提出了一种新的单幅图像去雾算法。实验结果表明,本算法能获得很好的去雾效果,尤其在细节处理的表现优于Tarel的去雾算法。同时,与He Kaiming的去雾算法相比,运行时间具有明显优势,有利于实现实时性技术应用。     

具有颜色保真性的快速多尺度Retinex去雾算法

针对MSR算法在图像去雾应用中存在颜色失真现象且计算量大的问题,提出一种具有颜色保真性的快速MSR去雾算法。通过将MSR算法对RGB三个颜色通道的处理转变为仅对暗原色单一通道进行处理,避免了对颜色通道间色调相关性的影响,实现颜色保真,同时大大减少了算法执行时间。实验结果表明该算法克服了MSR去雾算法的颜色失真问题,能够有效提升图像的对比度和饱和度,实现图像快速去雾。     

基于雾天图像降质模型的优化去雾方法

目的 图像去雾是计算机视觉的重要研究方向,既获得高质量的去雾图像,又保证较低的时间复杂度一直是图像去雾面临的挑战,为此提出了一种基于雾天图像降质模型的优化去雾方法。方法 根据雾天图像降质模型,暗原色作为先验知识,对模型的两个物理量大气光值和透射率进行优化。传统优化算法中通常都是固定其一,优化另一个物理量,与传统方法不同,考虑到大气光和透射率的相关性,采用多元优化策略,将这两个物理量作为互相影响的整体,利用迭代算法进行优化。为保持去雾图像颜色真实、自然,基于对无雾图像的统计特性,多阈值融合的约束条件作为迭代停止的条件,控制优化去雾程度,复原高质量去雾图像。结果 本文方法与其他去雾方法相比,在视觉效果上,图像结构更加清晰,细节更加丰富,色彩更加真实。在客观数据方面,本文方法获得图像的彩色直方图与有雾图像的彩色直方图在形状上更相似,同时在Cones、Herzeliya、House、Dolls对比图像中,本文方法结果图像的信息熵值都比较高,分别为13.801 270、15.490 912、15.395 014、16.276 838,且时间复杂度较He方法（使用软抠图算法优化透射率）降低了3~5倍。结论 本文去雾方法利用迭代算法对大气光和透射率进行多元优化,同时采用多阈值融合约束条件控制优化去雾程度。本文方法在色彩保真度、细节恢复等方面都优于经典算法,同时获得了较好的客观评价数据。实验结果表明,本文方法能够达到主客观都满意的效果。     

基于改进暗原色先验模型的快速图像去雾方法

为了解决雾天图像质量退化问题,结合改进的暗原色原理与容差机制提出一种快速图像去雾算法。该算法首先基于暗原色先验估计大气参数,然后利用插值算法和最大最小估计法改进暗原色先验模型进而准确计算出不同场景深度的透射率,最后结合容差机制基于大气散射模型恢复无雾图像。实验结果表明,相比于原有的暗原色先验算法,该算法的计算速度可提高至少30倍,并且能够同时实现明亮与暗色区域的有效去雾,去雾图像清晰自然。基于插值算法与最大最小估计法改进的暗原色先验去雾模型可同时保证去雾处理的鲁棒性和实时性。     

Single Image Fog Removal Based on Local Extrema

Atmospheric conditions induced by suspended particles, such as fog and haze, severely alter the scene appearance. In this paper, we propose a novel defogging method based on the local extrema, aiming at improving the image visibility under foggy or hazy weather condition. The proposed method utilizes atmospheric scattering model to realize the fog removal. It applies the local extrema method to figure out three pyramid levels to estimate atmospheric veil, and manipulates the tone and contrast of details at different scales through multi-scale tone manipulation algorithm. The results on the experiments of comparison with traditional methods demonstrate that the proposed method can achieve more accurate restoration for the color and details, resulting in a great improvement in image visibility.