基于单幅图像的去雾算法

作     者：尚德浩 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张桂戌;方发明

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：图像处理 图像去雾 图像增强 Holder系数 引导滤波器 

摘      要：在恶劣的天气情况下,大气中悬浮着许多微小颗粒,导致我们拍摄的户外图像质量较低,具体表现为图像细节模糊、颜色失真。从有雾的图像中恢复图像的真实场景,即图像去雾,在图像处理领域和实际工程应用中有重要意义。本文的研究内容主要包括两方面:(1)基于局部光滑性假设和局部对比度观察,提出一种全新的去雾算法。我们首次将Holder系数引入图像去雾领域,用其度量局部可视边界和局部特征。基于Holder系数的特点提出雾气分布模型和去雾模型。在求雾气分布图时,首先使用Holder系数粗估雾气分布,然后使用雾气优化函数对其进行优化。雾气分布图在本文有两个作用:1)估计大气光常量,2)调节可视边界的增强程度。在去雾模型中,Holder系数作为数据项度量可视边界,雾气分布图作为权值调节图像的增强。去雾的核心思想是:由于在浓雾区域丢失大量的可视边界,为了恢复图像的真实场景,需大幅度地增大Holder系数;而薄雾的区域丢失少量的可视边界,为避免图像过度增强,抑制Holder系数。(2)局部与非局部相结合的去雾模型。本文通过系统的分析发现:1)非局部雾线先验的雾线上存在着不稳定点,导致透射率的估计不稳定。2)在暗通道模型推导过程中,令所有暗通道强制等于零,导致透射率的估计偏低。为了解决这些问题,本文提出局部与非局部相结合的去雾算法,该算法估计的透射率更加精确,去雾后的图像更加真实。实验结果表明,在细节丰富的图像上,基于Holder系数的去雾算法有较好的表现;在较光滑的图像上,局部与非局部相结合的去雾算法有较好的表现。与其它算法相比,我们的算法可以取得相当甚至更好的实验效果。