卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像去霧中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著目前霧霾天氣越來越頻繁，越來越嚴(yán)重，霧霾天氣會影響成像設(shè)備的成像質(zhì)量，使拍出來的照片有霧而變得模糊，這使得圖像去霧變得越來越重要。圖像去霧的相關(guān)研究也很多，有很多圖像去霧的方法被提出，但每種方法都有其局限性。本文嘗試借助在圖像處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛并且效果很好的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來對圖像去霧進(jìn)行研究，設(shè)計一個去霧效果不錯的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。由于目前卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像去霧問題上的研究并不是很多，本文的研究也是一個探索，希望能夠給后續(xù)的研究提供一個參考

2、和借鑒。
　　首先，本文對有霧圖片形成的物理模型進(jìn)行了介紹，該物理模型是圖像去霧的基礎(chǔ)，我們的研究就是基于該模型的。同時，本文對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及BP算法進(jìn)行了介紹，進(jìn)一步本文介紹了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，詳細(xì)介紹了卷積神經(jīng)網(wǎng)路中不同的網(wǎng)絡(luò)層次類型。這些知識是本文后續(xù)研究內(nèi)容的基礎(chǔ)。
　　然后，本文針對圖像去霧問題，設(shè)計了一個用于估計有霧圖片對應(yīng)透射系數(shù)圖的去霧卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)計借鑒了一些經(jīng)典的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在對其設(shè)計原理進(jìn)行簡單闡釋的基礎(chǔ)

3、上，詳細(xì)介紹了去霧卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，最后簡單進(jìn)行了理論上的分析。
　　接著，本文對設(shè)計的去霧卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在Caffe平臺進(jìn)行了訓(xùn)練，介紹了樣本的合成以及網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程，并使用有霧圖片對該去霧卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的去霧效果進(jìn)行了驗證，結(jié)果表明其去霧效果不錯。在去霧過程中，為了獲得更好的去霧效果，我們使用了被廣泛采用的導(dǎo)向濾波對卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的有霧圖片的透射系數(shù)圖進(jìn)行平滑。
　　最后，將本文的方法同兩種經(jīng)典的去霧方法進(jìn)行了視覺效果對

4、比和定量對比，在定量對比過程中，本文使用帶有景深信息的圖像數(shù)據(jù)集合成了去霧數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集既可以用來定量評估去霧方法的效果，也可以作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)訓(xùn)練用來去霧的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，本使用該去霧數(shù)據(jù)集以SSIM為評價標(biāo)準(zhǔn)將本文的去霧方法與兩種經(jīng)典去霧方法進(jìn)行了定量對比。
　　本文主要研究了使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行圖像去霧這個問題，提出了一種去霧效果不錯的去霧卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并使用該去霧卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來對圖像進(jìn)行去霧，根據(jù)測試結(jié)果，其去霧視覺效果和定