一种图像去雾方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提出一种图像去雾处理方法和装置，其中方法包括：根据有雾图像的尺寸对有雾图像进行下采样，得到下采样图像；使用雾模型去雾方法估计所述下采样图像的透射率图和大气光；对所述下采样图像的透射率图进行上采样，得到有雾图像的透射率图；使用雾模型去雾方法，并采用所述大气光和有雾图像的透射率图对所述有雾图像进行去雾处理。本发明能够对图像进行去雾处理，并且处理的计算量较小。
【专利说明】一种图像去雾方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数字图像处理【技术领域】，尤其涉及一种图像去雾方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在雾霾天情况下，由于场景的能见度低，目标对比度和颜色等特征被衰减，致使在 室外拍照时，图像质量无法满足用户的需要，于是需要对图像进行处理以消除天气带来的 影响，因此图像去雾处理成为人们研究的重点。
[0003] 当前对于雾图像处理的方法大致可以分为两类：一类是基于图像增强的方法，此 类方法不考虑雾图像具体的形成过程，只选取图像中感兴趣的部分进行增强。常用的图像 增强方法有直方图均衡、同态滤波和Retinex算法等，这类方法没有考虑雾天图像对比度 与景物深度的对应关系，对景物深度变化比较大的图像的增强效果不理想，而且对图像的 色调有改变，使得图像不自然。
[0004] 基于雾模型的去雾方法是对雾图像进行一次与成像相反的逆过程来恢复无雾图 像。雾模型的两个主要未知量是大气参数和图像的透射率，其中透射率和图像的深度成指 数关系的。常见的去雾方法是先对大气参数和透射率进行估计，然后根据成像模型来恢复 无雾图像。相比图像增强的方法，这类方法针对性强，得到的图像比较自然，且一般不会有 信息损失，能够取得不错的去雾效果，但是目前此类算法计算量大，限制了该算法在工程领 域的广泛应用。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种图像去雾处理方法，能够对图像进行去雾处理，并且处理的计 算量较小。
[0006] 本发明还提供了一种图像去雾处理装置，能够对图像进行去雾处理，并且处理的 计算量较小。
[0007] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0008] 一种图像去雾处理方法，包括：
[0009] 根据有雾图像的尺寸对有雾图像进行下采样，得到下采样图像；
[0010] 使用雾模型去雾方法估计所述下采样图像的透射率图和大气光；
[0011] 对所述下采样图像的透射率图进行上采样，得到有雾图像的透射率图；
[0012] 使用雾模型去雾方法，并采用所述大气光和有雾图像的透射率图对所述有雾图像 进行去雾处理。
[0013] 上述方法中，下采样图像对应的色彩空间数据格式为矩阵Is ;其中，Is的行数等 于下采样图像中像素的行数，Is的列数等于下采样图像中像素的列数，Is中的各个元素等 于下采样图像中对应像素的值；
[0014] 使用雾模型去雾方法估计所述下采样图像的透射率图和大气光的步骤可以包 括：
[0015] A、计算灰度图像对应的矩阵Ig ;计算方式为：
[0016] 当有雾图像为灰度图像时，Ig = Is ;
[0017] 当有雾图像为RGB图像时，Ig的行数等于Is的行数，Ig的列数等于Is的列数， Ig中各个元素等于Is中对应像素点的R分量、G分量和B分量的最小值；
[0018] B、对Ig进行均值滤波，得到Ia，其中，对应均值滤波器的半径= (min (w, h)/400*7),其中，w为Ig的列数，h为Ig的行数；
[0019] C、求la中所有元素的均值m ;
[0020] D、计算下采样图像的透射率图对应的矩阵L(x)及大气光A，计算方式为：
[0021]
【权利要求】
1. 一种图像去雾处理方法，其特征在于，所述方法包括： 根据有雾图像的尺寸对有雾图像进行下采样，得到下采样图像； 使用雾模型去雾方法估计所述下采样图像的透射率图和大气光； 对所述下采样图像的透射率图进行上采样，得到有雾图像的透射率图； 使用雾模型去雾方法，并采用所述大气光和有雾图像的透射率图对所述有雾图像进行 去雾处理。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下采样图像对应的色彩空间数据格 式为矩阵Is ;其中，Is的行数等于下采样图像中像素的行数，Is的列数等于下采样图像中 像素的列数，Is中的各个元素等于下采样图像中对应像素的值； 使用雾模型去雾方法估计所述下采样图像的透射率图和大气光的步骤包括： A、 计算灰度图像对应的矩阵Ig ;计算方式为： 当有雾图像为灰度图像时，Ig = Is ; 当有雾图像为RGB图像时，Ig的行数等于Is的行数，Ig的列数等于Is的列数，Ig中 各个元素等于Is中对应像素点的R分量、G分量和B分量的最小值； B、 对I g进行均值滤波，得到I a，其中，对应均值滤波器的半径
，其 中，w为Ig的列数，h为Ig的行数； C、 求la中所有元素的均值m ; D、 计算下采样图像的透射率图对应的矩阵L(x)及大气光A，计算方式为：
，其中， min()的括号中为2个矩阵时，min()表示求一个新的矩阵，该矩阵的各个元素为括号 中2个矩阵对应元素的最小值；
其中， max()的括号中为1个矩阵时，max()表示求该矩阵中所有元素的最大值； Im的计算方式为： 当有雾图像为灰度图像时，Im = Is ; 当有雾图像为RGB图像时，Im的行数等于Is的行数，Im的列数等于Is的列数，Im中 各个元素等于Is中对应像素点的R分量、G分量和B分量的最大值。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述使用雾模型去雾方法，并采用所述大 气光和有雾图像的透射率图对所述有雾图像进行去雾处理的方式为： 当有雾图像为灰度图像时，计算去雾处理后的图像对应的矩阵
'得到相应的去 雾处理后的图像；其中， I为有雾图像对应的矩阵； L'为有雾图像的透射率图对应的矩阵； X为行数等于I的行数、列数等于I的列数并且所有元素均为1的矩阵； 当有雾图像为RGB图像时，分别计算去雾处理后图像的R分量、G分量和B分量对应的 矩阵
'得到相应的去雾处理后的图像；其中， Ic为有雾图像的R分量、G分量或B分量对应的矩阵； L'为有雾图像的透射率图对应的矩阵； X为行数等于I的行数、列数等于I的列数并且所有元素均为1的矩阵。
4. 根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 当有雾图像为灰度图像时，直接对有雾图像进行下采样； 当有雾图像为彩色图像时，将有雾图像转换为RGB色彩空间数据，再进行下采样； 下采样级数根据图像尺寸选择或运行效率选择； 下采样方式为最近邻插值法、双线性插值法或双三次插值法。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述上采样级数与下采样级数一致；上采 样方式为双线性插值法或双三次插值法。
6. 根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括： 当有雾图像为灰度图像时，对去雾处理后的图像进行亮度增强和对比度增强； 当待处理图像为RGB图像时，将去雾处理后的图像转换为YUV数据格式，对Y分量进行 亮度增强和对比度增强。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括： 针对增强后的图像，通过统计图像平坦区域方差的方式估计图像噪声的强度；通过估 计的图像噪声的强度判定是否进行去噪处理；如需进行去噪处理，则采用导向滤波的方式 进行去噪处理，其中导向滤波的参数根据所述图像噪声的强度设定。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：将去噪处理后的图 像转化为RGB格式或JPEG格式并保存。
9. 一种图像去雾处理装置，其特征在于，所述装置包括： 下采样模块，用于根据有雾图像的尺寸对有雾图像进行下采样，得到下采样图像； 参数估计模块，用于使用雾模型去雾方法估计所述下采样图像的透射率图和大气光； 上采样模块，用于对所述下采样图像的透射率图进行上采样，得到有雾图像的透射率 图； 去雾模块，用于使用雾模型去雾方法，并采用所述大气光和有雾图像的透射率图对所 述有雾图像进行去雾处理。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述下采样模块用于： 当有雾图像为灰度图像时，直接对有雾图像进行下采样； 当有雾图像为彩色图像时，将有雾图像转换为RGB色彩空间数据，再进行下采样； 下采样级数根据图像尺寸选择或运行效率选择； 下采样方式为最近邻插值法、双线性插值法或双三次插值法。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述上采样模块采用的采样级数与下 采样级数一致；上采样方式为双线性插值法或双三次插值法。
12. 根据权利要求9、10或11所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括： 增强模块，用于当有雾图像为灰度图像时，对去雾处理后的图像进行亮度增强和对比 度增强；当待处理图像为RGB图像时，将去雾处理后的图像转换为YUV数据格式，对Y分量 进行亮度增强和对比度增强。
13. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括： 去噪模块，用于针对增强后的图像，通过统计图像平坦区域方差的方式估计图像噪声 的强度；通过估计的图像噪声的强度判定是否进行去噪处理；如需进行去噪处理，则采用 导向滤波的方式进行去噪处理，其中导向滤波的参数根据所述图像噪声的强度设定。
14. 根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括： 格式转换模块，用于将去噪处理后的图像转化为RGB格式或JPEG格式并保存。
【文档编号】G06T5/00GK104091310SQ201410286133
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】赵海宾, 李远友, 葛璐, 商泽利, 王剑锋 申请人:三星电子（中国）研发中心, 三星电子株式会社