图像去雾透射率的优化算法

Ｊ 的某一个颜色通 道由 Ｊ ｃ 表示 ， Ｑ（ ｘ ） 是一正方形 区域 ， 其 中心点为 Ｘ 。Ｊ 没有高强度 。若 Ｊ 为户外无 雾图像 ， 则Ｊ 叫 做Ｊ 的暗原色 ， 暗原色先验 由此得 出。 暗通道先验 的理论 指出 ：Ｊ 一０
２ ． ２ 建 立 雾 天 的退 化 模 型
来自百度文库
图像 去雾新算 法 ， 对 大气散射模 型进 行化 简， 得到新 的去雾模 型。然后 ， 利用暗原 色先验 方法估计 大气光值 Ａ， 并代入 新的 简 化模型 ， 得 到去 雾图像 。实验表 明 ， 该算 法在 处理速度 和去 雾效果上都优 于现有算法。
［ 关键 字］ 图像 去雾 ； 物理模型 ；暗原 色先验 ；大气光值 Ａ 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ４ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８． ６ ６ ０ ９（ ２ ０ １ ７ ） ０ ６ ０ ０ ０ ７ ． ０ ３ ． ，
作者简介： 张阳（ １ ９ ９ ５ － ） ， 女， 湖南张家界人， 本科， 研究方向为计算机图像处理。 基金项 目： 本文由湖北武汉工程大学计算机科学与工程学院院长基金项 目资金支持 ， 项 目编号 ： ２ ０ １ ７ ０ ４ ５ ； 国家自然科学基金 ， 项 目编号 ： ６ １ ５ ０ ２ ３ ５ ４ 。
（ ２ ）
果 。在使 图像变清晰 的过程 中， 一般 可用两类方法 ， 分别是基
于 图像增 强 的方 法和基 于物理 模型 的 图像 复原 方法 。其 中 同态 滤波 法 、 Ｒ ｅ ｔ ｉ ｎ ｅ ｘ 算 法 、 直 方 图均衡化 以及 基于 大气 调 制传 递函数 等均属 于 图像增 强法 。第 二类 方法主 要是通过
射率， 并 以此 推断出空气 中景物光在传播时 的透 射率 。 ２ 算法 介绍 ２ ． １ 暗通道先验 原理 Ｈｅ ｔ ４ ￣ 对５ ０ ０ ０ 幅 正常 图像做 了统计 ， 结 果表 明 ， 若将 该点 像 素取为 彩色 图像 中任 一像素 点 Ｒ Ｇ Ｂ中的最小值 ， 那 么［ ０ ， １ ６ １ 区域 内 占有 ８ ６ ％的像素 值 ， 说 明这个 区域 的值 与零接近 ， 而最 小值 的通道 即是暗通道 。若该 像素 点是在（ ｘ ， ｙ ） 领域 内 的局 部小方块 Ｏ （ ｘ ， ｙ ） 中所取 ， 同时是 Ｒ Ｇ Ｂ中 的最 小值 ， 将 各 像素 点 的暗通道值 构成 的图像作 为暗 原色 图像 Ｊ 【 ｌ 。如 下
学 术探 讨 ・ 基坌
图像去 雾透 射率 的优化算 法
张 阳Ｌ 王 瑕Ｌ 。 肖 梦 徐 国庆
（ １ ．武汉工程大学计算机科 学与工程学院 ， 湖北 ２ ．武汉工程大学计算机科 学与工程实验班 ， 湖北 武汉 武汉 ４ ３ ０ ２ ０ ５ ； ４ ３ ０ ２ ０ ５ ）
［ 摘
要］ 在 雾、 霾等天 气条件下 ， 大气粒子 的散 射作用导致 图像 严重降质 。本 文提 出一种 简单快速 的基 于物理模型的
１ 引言
ｍｉ ｎ（ Ｕ ∽） ）
（ １ ）
具有 目标 识别 的视觉 系统在 户外 的应用 中可能会 受到 雾 霾天气 的干扰 ， 可能会 导致系统 的图像变 得模糊， 或造 成画 面 的对 比度 下降等 。如今， 各 国的研 究人员 越来越重视 这些 缺陷 ， 这 方 面 的研 究越 来 越 多 ， 并且 取 得 了不 错 的研 究 成
验理论有 ：
明亮区域部 分 ， ｍ ｉ ｎ （ ｍ （ ） ） 不 可 以近 似 为 ０ ， 故 实 际 、 Ｅｉ Ｈ Ｉ、 ｄ‘
图像退化 的原 因以及 大气散射规律 来建立退化模 型 ， 采用 图
像去雾 的手段达到去雾 的 目的 。 ２ ０ ０ ８ 年Ｔ ａ ｎ ｔ １ 提出 了通过 最 大化局部对 比度来恢 复图像的色彩对 比的方法 ； 同年 Ｆ ａ ｔ ｔ ａ ｌ ｔ
在其研 究中假定表面投 影及透射率不相 关 ， 估算了景物 的反
： ｆ ∽ ＋ ｌ － ￡ 西
由上式可知 ， Ｒ ／ Ｇ ／ Ｂ三个 通道 均由上标 ｃ 来表示 。
（ ４ ）
将每 一个 窗 口里 的透射 率定义为 常数 ； ㈨ ， 由于它 的值 是给定 的 ， 故把最 小值 运用在式 （ ５ ） 的两边 ， 最后可 以得到 下
面的式子 ：
大气光 项和直接衰减项均会 导致 有雾图像出现嘲 。从其 他方 向散射过 来 的光 线组成 大气光 项 。当场 景光线 经过散 射介 质时 ， 被其 散射或者 吸收 ， 此称 为直接 衰减项 。介质和 景深对 此衰减 具有重 要的影 响 。下 式所述 的模 型是计 算机 视 觉 与 图 形 研 究 中 广 泛 采 用 的 模 型， 具 体 方程 如 下 ： Ｊ ∽＝ ． ， ∽￡ ∽＋ （ １ 一ｔ ∽） （ ３ ）
式（ １ ） 所示 ：
其中 ， ， ∽ 是准备去雾 的图像 ， ． ， ∽ 为准备恢复的无雾 图
像， 大气光成 分为 Ａ， 透射 率为 ㈤ 。己知条件 为 ， ∽， 要 求
的 目标值 为 ． ， ㈨ ， 由于该 方程有 无数个解 ， 故先验 是很有 必
要 的。
将 大气光值 当作 已知值 ， 假 设在局部 区域 的透射 率固定 不变 。对方程 （ ３ ） 取最小运算符并除 以 Ａ， 得到 （ ４ ） ：
．
７ ．
学 术探讨 ・ 基金
ｍ ｉ ｎ （ ｍ ｉ ｎ （
…
ｍ ｉ ｎ （ ｍ … ｉ ｎ （ ） ） ＋ （ １
）
（ ５ ］
１ －ｍ ｉ ｎ （ ｍ ｎ ｉ ｎ （ Ｆ （ ｙ ） ｌ Ａ ￣ ） ） ） ∽＝
而
（ １ ３）
上 式 中， ＇ ， （ ｙ ） 是 求 得 无 雾 的 图像 ， 根 据 前 述 的 暗 原 色 先