射率值。
[0092] 每一個(gè)區(qū)域塊均重復(fù)上述步驟，求出每一個(gè)區(qū)域塊對(duì)應(yīng)的最佳的tk。最終得到經(jīng) 過調(diào)整的整個(gè)圖像透射率圖。
[0093] 步驟Ξ、將輸入圖像的YUV空間的Y通道圖像作為導(dǎo)向圖像，初始透射率圖tk作為 輸入圖，對(duì)初始透射率tk導(dǎo)向?yàn)V波，得到各個(gè)區(qū)域塊最終的透射率
[0094] 步驟四、針對(duì)輸入的當(dāng)前帖圖像的各個(gè)像素點(diǎn)，通過W下公式得到去霧處理后的 圖像：
[0095]
巧
[0096] 其中，t^p)表示任意像素點(diǎn)P所在位置的最終的透射率，根據(jù)步驟3的最終的透射 率獲得;I(P)為輸入的RGB彩色圖像的像素點(diǎn)p的Ξ通道值，Ak為步驟一得到的Ξ通道大氣 光值。
[0097]綜上所述，W上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種霧霾條件下視頻圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、求取基于時(shí)間連續(xù)自適應(yīng)調(diào)整的大氣光值，具體為： A、 針對(duì)輸入視頻的當(dāng)前幀圖像Ik，獲得每一個(gè)像素點(diǎn)的三個(gè)獨(dú)立的單通道圖像R、G、B中 的最小值，遍歷圖像Ik的各個(gè)像素點(diǎn)，得到暗通道圖I dark; 將暗通道圖Idark中像素亮度值從大到小排列的前〇.1%的像素點(diǎn)篩選出來，其它像素點(diǎn) 不考慮，形成大氣光區(qū)域圖；針對(duì)圖像Ik中與大氣光區(qū)域圖對(duì)應(yīng)位置的各個(gè)像素點(diǎn)，獲得各 個(gè)像素點(diǎn)通道R、通道G以及通道B的平均值，則得到的三個(gè)平均值作為大氣光值，該大氣光 值為一個(gè)有R，G，B分量的向量。 B、 對(duì)視頻中的每一幀圖像進(jìn)行如a中所述的處理，獲得各幀圖像原始大氣光值； C、 如果視頻中當(dāng)前幀為第一幀，則將該幀圖像的原始大氣光值作為經(jīng)過學(xué)習(xí)得到的當(dāng) 前幀大氣光值A(chǔ)k，此時(shí)k = 0; D、 如果視頻中當(dāng)前幀非第一幀，則當(dāng)前幀的前N幀大氣光值以及當(dāng)前幀原始大氣光值 進(jìn)行加權(quán)平均，作為經(jīng)學(xué)習(xí)得到的當(dāng)前幀大氣光值A(chǔ) k;其中，所述N至少取2,且小于或等于 k_l; 步驟二、估計(jì)初始透射率圖，具體包括如下步驟： 5201、 將圖像Ik各元素的值除以步驟一得到的經(jīng)過學(xué)習(xí)的當(dāng)前幀大氣光值A(chǔ)k，得到圖像 Ια，將圖像Ια劃分為半徑為r的窗口，求每個(gè)窗口中的各個(gè)像素點(diǎn)的R、G和B三通道中的最小 通道值，再?gòu)脑摯翱谥懈飨袼攸c(diǎn)的最小通道值中選擇一個(gè)最小值，得到每個(gè)窗口對(duì)應(yīng)的暗 通道圖I、;將該暗通道圖V A與加權(quán)系數(shù)ω的乘積后，再用1減去該乘積，最終估計(jì)得到初始 的透射率?(》); 其中，半徑r的取值范圍為7-15個(gè)像素;加權(quán)系數(shù)ω取值范圍在0.90至0.99之間； 5202、 判斷：如果視頻中的當(dāng)前幀為第一幀，則將透射率?(ρ>作為經(jīng)過調(diào)整得到的當(dāng)前 幀的初始透射率； 如果視頻中當(dāng)前幀非第一幀，則通過時(shí)間相干性方法獲取調(diào)整后的初始透射率圖，所 述時(shí)間相干性方法求解透射率圖的方法進(jìn)一步包括： 將每一幀的RGB彩色圖像轉(zhuǎn)換到Y(jié)UV空間，得到Υ通道的圖像Iy;將步驟一獲得的經(jīng)過學(xué) 習(xí)的大氣光值A(chǔ)k轉(zhuǎn)換為標(biāo)量： A=Ar · 0.3+A8 · 0.59+Ab · 0.11 (4) 其中Α'Α^ΡΑ15分別表不大氣光值A(chǔ)k的三通道分量值； 5203、 第k幀透射率tk(p)和k-Ι幀的透射率tk-Kp)在像素點(diǎn)P的關(guān)系為 (P)，則時(shí)間相干性因子根據(jù)下式求出：(6) 其中，Ik(p)和Ik-i(p)表示同一像素點(diǎn)P在第k幀和k-Ι幀Y通道的圖像所具有單通道值， 表示模型的方差;所述的取值為10; 5204、 根據(jù)時(shí)間相干因子，得到WphWpHk-Kp)后構(gòu)造代價(jià)函數(shù)，如下式所述： (8) 其中，tk為最終要求的透射率，為未知數(shù);〇t2表示透射率估計(jì)的模型誤差，所述 〇t2取值 為10;NP表示像素點(diǎn)P的鄰域像素點(diǎn)；tk-Kp)表示第k-Ι幀中像素點(diǎn)P的透射率；Ik-Kq)表示 第k-Ι幀圖像中像素點(diǎn)p的鄰域像素點(diǎn)的Y通道圖像的值；？(q)表示像素點(diǎn)p的鄰域像素點(diǎn) 的透射率，由暗通道求得的初始透射率;所述a 2取值為0.0052; S205、求式(8)表示的代價(jià)E最小時(shí)的透射率tk; 步驟三、將輸入圖像的YUV空間的Y通道圖像作為導(dǎo)向圖像，初始透射率圖tk作為輸入 圖，對(duì)初始透射率tk導(dǎo)向?yàn)V波，得到各個(gè)區(qū)域塊最終的透射率t% 步驟四、針對(duì)輸入的當(dāng)前幀圖像的各個(gè)像素點(diǎn)，通過以下公式得到去霧處理后的圖像：(9) 其中，tip)表示任意像素點(diǎn)p所在位置的最終的透射率，根據(jù)步驟3的最終的透射率f 獲得；I(P)為輸入的RGB彩色圖像的像素點(diǎn)p的三通道值，Ak為步驟一得到的三通道大氣光 值。2. 如權(quán)利要求1所述的一種霧霾條件下視頻圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，在所述步驟 中，當(dāng)前幀的前N幀大氣光值以及當(dāng)前幀原始大氣光值進(jìn)行加權(quán)平均的具體方法如下： 找到大氣光區(qū)域圖中亮度最小的像素點(diǎn)，求該像素點(diǎn)3X3窗口內(nèi)對(duì)應(yīng)圖像Ik中的像素 值的差值Bstd和平均值，再求該差值Bstd與平均值之間的差值： L- Bstd-Bmean ( 1 )； 最后，判斷當(dāng)前第k幀對(duì)應(yīng)的差值Lk與第k-1幀的差值LHi間的差值是否小于或等于預(yù) 設(shè)的閾值Lthresh，若第k幀Lk與第k-Ι幀Lk-!差值小于或等于Lthresh，則將當(dāng)前幀原始大氣光值 作為經(jīng)過學(xué)習(xí)得到的當(dāng)前幀大氣光值A(chǔ) k;否則將當(dāng)前幀的前N幀大氣光值以及當(dāng)前幀原始 大氣光值進(jìn)行加權(quán)平均，作為經(jīng)學(xué)習(xí)得到的當(dāng)前幀大氣光值A(chǔ)k;其中，所述L thresh取值為 0.02； 所述經(jīng)學(xué)習(xí)得到的當(dāng)前幀大氣光值A(chǔ)k的R、G和B任意一個(gè)通道的值為：其中，4和&分別表示原始第k幀和第j幀大氣光，Ak表示經(jīng)過學(xué)習(xí)獲得的第k幀大氣 光，^表示當(dāng)前幀更新權(quán)重;所述權(quán)重^的取值原則為，與當(dāng)前幀越近，取值越大，反之越小。3. 如權(quán)利要求1所述的一種霧霾條件下視頻圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述r取15。4. 如權(quán)利要求1所述的一種霧霾條件下視頻圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，ω取值范圍在 0.94至0.96之間。5. 如權(quán)利要求4所述的一種霧霾條件下視頻圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，ω取值〇. 95。6. 如權(quán)利要求1所述的一種霧霾條件下視頻圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述步驟二 中，得到時(shí)間相干性因子后，再得到基于區(qū)域塊的時(shí)間相干因子，具體為： 首先，計(jì)算圖像Ik中任意像素點(diǎn)P在相鄰幀出現(xiàn)在同一個(gè)位置的概率，一種簡(jiǎn)單的方法， 即下式中的權(quán)重值Wk(p):(5) 其次，對(duì)于圖像Ik中的任意像素點(diǎn)P，以像素點(diǎn)P為中心，r'為半徑劃分區(qū)域塊Ω，Γ'取值 為5至15個(gè)像素;采用下式得到基于塊的時(shí)間相干因子f :m 最后，將該基于塊的時(shí)間相干因子r,代替時(shí)間相干因子代入到代價(jià)E的表達(dá)式中，最 終求得代價(jià)E最小時(shí)的透射率tk。7.如權(quán)利要求1所述的一種霧霾條件下視頻圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述步驟二 中，求代價(jià)E最小時(shí)的透射率tk的方法具體包括： 設(shè)在每一個(gè)區(qū)域塊中透射tk初始值為0.1，代入代價(jià)函數(shù)求代價(jià)值Ei;然后將透射率tk 逐次增加0.1，每次均求出對(duì)應(yīng)的代價(jià)值;選出最小代價(jià)值，此時(shí)對(duì)應(yīng)的tk即為滿足要求的 最小能量區(qū)域塊透射率值;其中，累加次數(shù)小于10次； 每一個(gè)區(qū)域塊均重復(fù)上述步驟，求出每一個(gè)區(qū)域塊對(duì)應(yīng)的最佳的tk，最終得到經(jīng)過調(diào)整 的整個(gè)圖像透射率圖。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種視頻圖像去霧處理方法，能夠在滿足實(shí)時(shí)去霧功能的同時(shí)，有效消除去霧后視頻圖像閃爍。具體步驟為：通過暗通道以及自適應(yīng)調(diào)整的方法求取各幀圖像的大氣光值；暗通道先驗(yàn)算法計(jì)算第一幀圖像的初始透射率；構(gòu)造幀間的透射率估計(jì)和鄰域空間的能量函數(shù)，求解塊區(qū)域最優(yōu)透射率值；快速導(dǎo)向?yàn)V波算法細(xì)化對(duì)初始透射率；通過去霧模型求去霧后的視頻圖像。
【IPC分類】G06T5/00
【公開號(hào)】CN105631831
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610143521
【發(fā)明人】白永強(qiáng), 高振巍, 陳博, 陳杰, 竇麗華, 鄧方, 甘明剛
【申請(qǐng)人】北京理工大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年3月14日