基于暗通道先验去雾算法的研究与改进

悬 浮 在 空 气 中 的粒 子 会 对 场 景 的反 射 光 和 大 气 光 的 散 射 模 型描 述 了雾 化 图像 的退 化 过 程 ，并 被 广 泛 应 用 于 图像 去
产生很大 的影 响，使得 拍摄所 得到 的 图像 质量 降低 、美感 雾领域 ，根据 大气光在雾天退化过程 中传输 的物理特性可
的直 接衰 减 用 Ｊ ｔ 表 示 ，反应 出 了经 过 传 输 介 质 后 目标 的电磁波信息到达传感器的能量 ；Ａ表示 大气光 ，大气光经 过 衰 减后 到 达传 ห้องสมุดไป่ตู้ 器 的能 量 用 Ａ（１一ｔ ）表 示 。假 设 大 气
于大 气调 制传 递方 程 的方 法 。另 一 类 为 图像 修 复 ，如 深 度 层是均匀 的，电磁波在大气中为各向同性传播 ，透射率 ｔ表
信息 的雾 天图像 复原 、基 于先验 的雾 天图像 复原 、基 于偏 微 分 示 为 ：ｔ㈤ ＝ｅ ，其 中 ，卢是大 气 散射 系 数 ，ｄ㈤是场 景 深度 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｄｅｈａｚｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄａｒｋ ｃｈａｎｎｅｌ ｐｒｉｏｒ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｍ ｏｒｅ ｍａｔｕｒｅ，ｂｕｔ ｉｔｓ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｏｂｖｉｏｕｓ．Ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ， ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｓｌｏｗ ｉｓ ｔｏｏ，ｔｈｅ ａｒｅａ ｏｆ ｓｋｙ ｅｘｐｏｓｕｒｅｅｓ ｉｓ ｔｏｏ ｍｕｃｈ，ｔｈｅ ｃｏｌｏｕｒ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ ｉｓ ｔｏｏ ｄａｒｋ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈｒｅｅ ｍｅｔｈ— ｏｄｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｉｍａｇｅ ｄｅｈａｚｉｎｇ．Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：ｏｐｔｉｍｉｚｅｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｎｓ· ｍ ｉｓｓｉｏｎ ｄｉａｇｒａｍ ，ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎａｃｃｕｒａｔｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉａｇ ｒ ａｍ ｏｆ ｂｒｉｇｈｔ ａｒｅａ，ａｄｏｐｔｉｎｇ ｔｈｅ ａｌｇｏｒ ｉｔｈｍ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｌｏｒ ａｇｅｎｔ ｆｏｒ ｒｅｓｔｏｒ ｉｎｇ ｃｏｌｏｕｒ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｓｅｖｅｒａｌ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ａｌｇｏｒ ｉｔｈｍｓ，ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａ ｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｖｅｒ ｉｆｙ ｔｈｅ ｃｏｌｏｕｒ ｃａ ｌｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈａｚｅ ｒｅｍｏｖａｌ；ｄａｒｋ ｃｈａｎｎｅｌ ｐｒｉｏｒ；ｃｏｌｏｕｒ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｐｅｅｄ
全 无 ，甚 至会 让 图像 对 比度与 颜 色 产 生 明显 失 真 ，导 致 场 景 以用 以下 公 式 表 示 为 ：
和 目标 的可 辨识 度 降低 。这 些都 会 直 接 影 响 到 机 器 视 觉 对 于 图像 内容 的识 别 与分 析 。所 以为 了给 机 器 视 觉 识别 提 供 更清 晰 的图像 ，对 图像 进 行去 雾 处 理就 显 得非 常 重要 。
Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｉｍａｇｅ ｄｅｈａｚｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄａｒｋ ｃｈａｎｎｅｌ ｐｒｉｏｒ
Ｘｕ Ｊｕｎ，Ｗａｎｇ Ｚｈｉｊｉｅ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００５ １，Ｃｈｉｎａ）
ｍ ａｇｅ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｍ ｅｄｉａ
基于 暗通道先验 去雾算 法 的研究 与改进
许 骏 ，王 直 杰
（东 华 大 学 信 息 科 学 与 技 术 学 院 ，上 海 ２０００５１）
摘 要 ：基 于暗通道 先验 算法 的图像 去 雾技 术 已经 日益成 熟 ，但 是其 处理 速度慢 、天空 区域过 曝、处理 完 的 图像 色彩 变暗等 缺 点
也 很 明 显 。本 文 针 对 这 几 方 面 分 别提 出 了求 透 射 率 时 的优 化 、纠 正 天 空 等 明 亮 区域 的 错 误 估 计 的 透 射 率 、采 用 自动 色 剂 的 算 法
进 行颜 色校 正等 方法 ，从 而有效 地提升 去 雾 图像 的视 觉效果 与 处理速 度 。 实验 结 果 与几 种 经典 的 算 法结 果进 行 比较 验 证 了本
Ｏ 引 言
２ 本 文的 算法
在 日常 生 活 中 ，户 外 场 景 拍 摄 很 容 易 受 各 种 因素 的 影 ２．１ 大 气 散 射 模 型
响 ，如 灰 尘 、雾 或 烟 雾 。近 几 年 雾 霾 天 气 越 来 越 频 繁 ，这 些
大 气 散 射 模 型 是 由 ＭｃＣａｒｔｈｎｅｙ在 １９７５年 提 出 的 ，该
文算 法在 处理 效 率与颜 色保 真度 方面 的优 越性 。
关键 词 ：图像 去 雾 ；暗通道 先验 ；颜 色校 正 ；处理速 度
中图分类 号 ：ＴＰ３０９．７
文献标 识码 ：Ａ
文 章编 号 ：１６７４．７７２０（２０１６）０３．００５３．０３
引 用格式 ：许 骏 ，王直杰 ．基于 暗通道 先验 去雾算 法 的研究 与改进 ［Ｊ］．微 型机 与应 用 ，２０１６，３５（３）：５３．５５．
，（ ）＝Ｊ㈩ ｔ（ ）＋Ａ（１一ｔ（ ））
（１）
其 中，， 表示有雾 图像 ，Ｉ，㈨表示 去雾后 的图像 ，场景
辐射中大气传输过程中的透射率用 ｔ 表示 ，目标辐射信息
１ 去 雾算 法分 类 目前 ，图像 去 雾 算 法 主 要 分 为 两 大 类 ：一 类 为 图 像 增
强 … ，如直 方 图均 衡 化 法 、Ｒｅｔｉｎｅｘ算 法 、基 于小 波 的 方法 、基