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基于车行视程与大气光快速估值的车载视频去雾算法

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四川大学学报（工程科学版） 2017年第3期49卷 217-222页

作者：李炎炎龙伟覃宏超付继贤四川大学制造科学与工程学院四川成都610065

交通场景中的视频图像去雾处理,是一个实时性极强的不确定反问题,针对雾霾天气下车载视频图像退化严重的现象,分析了交通环境中雾气浓度对车前物景可视度的关系,提出了大气能见度与车行视觉距离之间的关系模型,讨论了降质图像增强的理... 详细信息

交通场景中的视频图像去雾处理,是一个实时性极强的不确定反问题,针对雾霾天气下车载视频图像退化严重的现象,分析了交通环境中雾气浓度对车前物景可视度的关系,提出了大气能见度与车行视觉距离之间的关系模型,讨论了降质图像增强的理论与方法,建立了雾霾条件下车行可视距离的线性回归公式和基于大气能见度的透射率快速估值模型。同时,研究了雾霾物像暗通道的基本特征,提出了利用引导滤波对图像实现边缘平滑、细节增强以及利用盒式滤波保持边缘信息,降低时间复杂度;直接利用灰度图像获取大气光像素矩阵的估值方法,建立了基于大气光的快速估计模型,解决了暗原色先验理论方法的"非天空区"假设及其时间复杂度难以适应车载视频图像处理的问题。根据上述提出的透射率估计方法和天空光的估值模型,本文提出了一种鲁棒性好,实时性强的雾霾视频图像去雾的新算法,并完成了基于该方法的视频图像恢复处理流程设计,构造了车载雾霾视频图像恢复处理的综合验证平台,通过信息熵和图像边缘检测的方法,对本文提出的方法与目前已有的几种流行的去雾方法进行了图像恢复质量的比较,结果表明,本文提出的方法在反映图像细节和清晰化等方面都取得了良好的处理效果。

关键词：车行视程大气光估值去雾算法引导滤波盒式滤波

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去雾算法的研究及其在视频监控中的应用

去雾算法的研究及其在视频监控中的应用

作者：周佳波浙江工业大学

学位级别：硕士

雾霾天气的频繁出现,给计算机视觉成像系统带来了巨大挑战。被采集到的图像清晰度因雾霾而严重下降,直接导致图像包含的可辨识信息大大降低,影响目标判定与识别,为后续处理带来巨大困难。近几年去雾算法逐渐成为研究热点,其中暗通道先... 详细信息

雾霾天气的频繁出现,给计算机视觉成像系统带来了巨大挑战。被采集到的图像清晰度因雾霾而严重下降,直接导致图像包含的可辨识信息大大降低,影响目标判定与识别,为后续处理带来巨大困难。近几年去雾算法逐渐成为研究热点,其中暗通道先验去雾算法被认为是最为优秀的算法之一,但因其算法复杂度较高而无法被广泛应用。针对这个问题,本文提出了一种基于暗通道先验的快速去雾算法,该算法可以有效降低暗通道先验去雾的算法复杂度,使处理速度接近准实时。最后把该算法应用于一个基于HTML5的新型视频监控系统中,表明了该改进算法的实用性。本文主要工作如下:1.简述了国内外图像去雾的相关研究现状,分别对图像增强类和物理模型类去雾算法的发展历程进行简要介绍。接着介绍了图像处理的一些基本知识,包括数字图像在计算机中的存储方式,几种常用颜色空间模型,以及在去雾中最为常用的大气散射模型。同时又介绍了几种经典去雾算法,对它们的原理进行详细分析,并进行了实验验证。2.暗通道去雾算法改进。首先详细介绍暗通道原理,并指出其算法复杂度高的不足之处;接着介绍了三种细化透射率的改进算法,对其细化原理及效果进行了深入分析及验证;整个去雾过程有两个复杂度较高的关键步骤,分别是求暗通道值和细化透射率,对这两个步骤进行针对性的改进,提出一种分块求取暗通道值,线性插值细化投射率的快速去雾算法;与其他七种去雾算法进行主客观两方面细致对比,突出本文算法的优越性,既基本保持暗通道的去雾质量,又有效降低算法复杂度,去雾时间降为原来的十分之一左右,接近准实时。3.把去雾算法应用于视频监控系统中。该系统主要采用最新的HTML5技术,在采集端用OpenCV实现本文改进的去雾算法,并对每一帧视频去雾,FFmpeg编码发送视频流,服务器端使用Websocket传输数据,使浏览器能无插件接收并播放实时视频流。

关键词：去雾算法暗通道分块线性插值 Web Socket

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基于大气背景抑制的偏振去雾算法

计算机工程 2009年第4期35卷 271-272,275页

作者：王勇薛模根黄勤超解放军炮兵学院炮兵信息工程系合肥230031

提出一种基于大气背景抑制的偏振去雾算法,利用偏振成像探测系统获取任意多方向偏振图像,并对场景大气总光强及偏振度进行估计,利用景物偏振信息估算景物深度,同时对大气散射模型进行图像复原,以实现图像去雾。实验结果表明,该算法能有... 详细信息

提出一种基于大气背景抑制的偏振去雾算法,利用偏振成像探测系统获取任意多方向偏振图像,并对场景大气总光强及偏振度进行估计,利用景物偏振信息估算景物深度,同时对大气散射模型进行图像复原,以实现图像去雾。实验结果表明,该算法能有效改善薄雾条件下的景物视觉效果。

关键词：偏振成像背景抑制去雾算法

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雾霾污染下基于混沌性的图像去雾算法改进

郑州大学学报（工学版） 2016年第4期37卷 91-96页

作者：睢丹张亚利杨杰安阳师范学院软件学院河南安阳455000 武汉理工大学信息工程学院湖北武汉430070 安阳学院计算机系河南安阳455000

传统基于边缘保持滤波的单幅图像快速去雾算法,在雾霾污染大气粒子散射作用下,图像会受到雾化背景的干扰,出现浓雾噪点,图像结构信息复原效果较差.提出一种基于混沌性的加权滤波图像快速去雾算法,通过分析雾天雾化背景干扰下的图像信息... 详细信息

传统基于边缘保持滤波的单幅图像快速去雾算法,在雾霾污染大气粒子散射作用下,图像会受到雾化背景的干扰,出现浓雾噪点,图像结构信息复原效果较差.提出一种基于混沌性的加权滤波图像快速去雾算法,通过分析雾天雾化背景干扰下的图像信息,获取图像数据的混沌特性,并对雾化图像进行最小颜色分量估计.在此基础上,结合带雾图像暗原色模型、时域和频域特征分量模型,构建出自适应加权滤波模型,完成基于混沌性的加权滤波图像快速去雾算法的改进设计.实验结果表明,采用该算法能避免雾化图像中间区域的颜色失真,降低雾化背景干扰,减少浓雾噪点,使远景的混沌特征得到合理的保留,在图像质量和运算性能方面都具有优越性.

关键词：雾霾天气混沌性去雾算法改进研究

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基于边界约束的煤矿井下尘雾图像去雾算法

工矿自动化 2022年第6期48卷 139-146页

作者：曹虎晨姚善化王仲根安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

现有煤矿井下图像去雾算法主要有基于图像增强的去雾算法、基于CNN的去雾算法和基于物理模型的去雾算法。前两者去雾效果差,易出现过曝光。基于物理模型的去雾算法依据大气散射模型对尘雾进行处理,但将基于暗通道的大气光值估计方法应... 详细信息

现有煤矿井下图像去雾算法主要有基于图像增强的去雾算法、基于CNN的去雾算法和基于物理模型的去雾算法。前两者去雾效果差,易出现过曝光。基于物理模型的去雾算法依据大气散射模型对尘雾进行处理,但将基于暗通道的大气光值估计方法应用到煤矿井下环境中,选取的大气光值会较小,易造成图像过曝光、无法抑制点光源照射等问题。针对上述问题,将基于暗原色先验的图像去雾算法(He算法)与基于边界约束及上下文正则化的去雾算法(Meng算法)进行融合,提出了一种基于边界约束的煤矿井下尘雾图像去雾算法。首先,对输入的图像进行伽马校正,对校正后的图像进行颜色通道开运算处理,得到低分辨率的像素块,并从中选取最大亮度值作为煤矿井下的大气光值。其次,分别用He算法与Meng算法对伽马校正后的图像进行处理,对采用Meng算法得到的边界约束图进行引导滤波,得到更为清晰的边界约束图,并将Meng算法与He算法的粗透射率差值进行比较再融合。最后,对融合后的粗透射率进行上下文正则化得到细化透射率,根据得出的大气光值与细化后的透射率,通过大气散射模型得到去雾后的图像。仿真结果表明,基于边界约束的煤矿井下尘雾图像去雾算法没有出现过曝光等问题,且对浓雾图像的去雾效果更好,去雾后的图像也更明亮,颜色更加接近原图。采用峰值信噪比(PSNR)、结构相似性指标(SSIM)、特征相似性指标(FSIM)3种指标对去雾效果进行客观评价,结果表明,提出的算法在PSNR,SSIM,FSIM上相较于He算法平均提升了61.52%,36.51%,24.57%,相较于文献[9]算法平均提升了15.51%,19.27%,-0.30%,相较于Meng算法平均提升了18.93%,7.19%,1.21%,相较于文献[11]算法平均提升了18.29%,10.54%,1.19%,说明提出的算法在煤矿井下环境中去雾效果更好、图像更加明亮、细节信息保留更多。

关键词：煤矿井下图像尘雾图像去雾算法伽马校正暗通道先验边界约束引导滤波透射率上下文正则化大气光值

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基于引导滤波的单幅图像自适应去雾算法

计算机工程 2016年第1期42卷 265-271页

作者：杨燕白海平王帆兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

在雾、霾等天气条件下,由于空气中悬浮粒子的大气散射作用导致获得的户外图像严重降质。针对该问题,提出一种单幅图像自适应去雾算法。在分析大气散耗函数特性的基础上,利用引导滤波估计大气散耗函数,间接求得透射率,通过自适应选取阈... 详细信息

在雾、霾等天气条件下,由于空气中悬浮粒子的大气散射作用导致获得的户外图像严重降质。针对该问题,提出一种单幅图像自适应去雾算法。在分析大气散耗函数特性的基础上,利用引导滤波估计大气散耗函数,间接求得透射率,通过自适应选取阈值调整明亮区域透射率,改善复原图像中的假彩色,并根据大气散射模型恢复图像。实验结果表明,与传统引导滤波算法和取固定阈值的算法相比,该算法获得的去雾图像近景更清晰,明亮区域恢复更自然,同时提高了运算速度。

关键词：去雾算法引导滤波阈值复杂度大气散射模型

结合注意力机制的多尺度特征融合图像去雾算法

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计算机科学 2022年第5期49卷 50-57页

作者：范新南赵忠鑫严炜严锡君史朋飞河海大学物联网工程学院江苏常州213022 河海大学计算机与信息学院南京211100

针对传统图像去雾算法容易受到先验知识制约以及颜色失真等问题,提出了一种结合注意力机制的多尺度特征融合图像去雾算法。该算法首先通过下采样操作得到多个尺度的特征图,然后在不同尺度的特征图之间采用跳跃连接的方式将编码器部分的... 详细信息

针对传统图像去雾算法容易受到先验知识制约以及颜色失真等问题,提出了一种结合注意力机制的多尺度特征融合图像去雾算法。该算法首先通过下采样操作得到多个尺度的特征图,然后在不同尺度的特征图之间采用跳跃连接的方式将编码器部分的特征图与解码器部分的特征图连接起来以进行特征融合。同时,在网络中加入一个由通道注意力子模块和像素注意力子模块组成的特征注意力模块来控制不同通道与像素的重要性,这种特征注意力模块让网络更加关注细节信息和重要特征,因此能取得更好的去雾效果。为了验证所提算法的有效性,首先在RESIDE数据集上将所提算法与5种流行的去雾算法进行定性与定量对比实验。实验结果表明,所提算法能比较完全地除雾,而且对图像色彩的保持度较好;同时,在两个评价指标峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)和结构相似性(Structure Similarity,SSIM)上的平均值分别为28.83 dB和0.9575,相较于对比算法中性能位居第二的模型分别提高了2.23 dB和0.0172。然后在MSD数据集以及真实图像上将所提算法与5种对比算法进行了定性对比实验。实验结果进一步证明了所提算法的去雾性能以及色彩保持度良好。

关键词：注意力机制多尺度特征融合去雾算法去雾性能色彩保持度

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基于暗通道引导滤波和光照校正的煤矿井下图像去雾算法

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工矿自动化 2024年第6期50卷 89-95页

作者：盖勇刚沈阳理工大学自动化与电气工程学院辽宁沈阳110159

现有煤矿井下图像去雾方法在处理煤矿井下图像时未能在提取图像深层次特征信息的同时进行光照校正,处理后的图像存在细节信息丢失或图像偏暗的问题。提出一种基于暗通道引导滤波和光照校正的煤矿井下图像去雾算法。首先,井下原始图像通... 详细信息

现有煤矿井下图像去雾方法在处理煤矿井下图像时未能在提取图像深层次特征信息的同时进行光照校正,处理后的图像存在细节信息丢失或图像偏暗的问题。提出一种基于暗通道引导滤波和光照校正的煤矿井下图像去雾算法。首先,井下原始图像通过图像分化模块(IDM)进行双边滤波、光照估计和暗原色处理后得到光照图、暗原色图和光照反射图。然后,对暗原色图进行预处理,作为权重引导参数对光照反射图进行引导滤波,以恢复图像细节特征信息。最后,将光照图作为权重参数对图像进行光照校正和特征提取,通过多次光照校正解决颜色失真问题,同时增加网络深度,进而去除黑暗区域的退化,实现图像细节的重构,从而得到清晰图像。主观评价结果表明:基于暗通道引导滤波和光照校正的煤矿井下图像去雾算法在去除雾气的同时,保留了更多的结构纹理及背景细节,使整个图像更加接近于对应的清晰图像。客观评价结果表明:与次优算法PMS-Net相比,在训练集和测试集上信息熵分别提高0.32和0.11,标准差分别提高3.58和1.89,平均梯度分别提高0.008和0.004,说明所提算法可有效降低煤矿井下图像的雾气。消融实验结果表明,所提算法在测试数据集上的信息熵、标准差、平均梯度均高于其他网络组成模型,说明所提算法去雾效果最好,且能有效保留图像细节和边缘信息。

关键词：煤矿井下图像去雾算法暗通道引导滤波光照校正暗原色处理

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基于暗通道先验的补偿快速去雾算法

计算机工程 2015年第10期41卷 210-215,220页

作者：杨燕白海平兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

针对暗通道先验算法去雾能力较弱且速度慢的问题,提出一种对暗通道补偿的快速去雾算法。在分析光晕产生原因的基础上,结合中值滤波算法补偿去雾能力较弱的边缘雾区暗通道图,将有雾图像的全局最小值图像作为导向图,利用引导滤波平滑且保... 详细信息

针对暗通道先验算法去雾能力较弱且速度慢的问题,提出一种对暗通道补偿的快速去雾算法。在分析光晕产生原因的基础上,结合中值滤波算法补偿去雾能力较弱的边缘雾区暗通道图,将有雾图像的全局最小值图像作为导向图,利用引导滤波平滑且保持边缘特性细化补偿后的暗通道图,消除黑斑效应,降低算法复杂度,将新的暗通道中的最大值作为大气光强的简单估计,根据大气散射模型恢复无雾图像。实验结果表明,与中值滤波算法、快速去雾算法等相比,该算法获得的无雾图像具有更好的清晰度和色彩恢复度,能提高运算速度。

关键词：暗通道补偿算法去雾算法引导滤波大气散射模型