霧霾天氣下降質圖像的復原算法研究.pdf

1、近年來，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，計算機視覺監(jiān)控系統已經被廣泛地應用于交通監(jiān)控、自動駕駛、航天遙感、安防監(jiān)測等領域，并且在這些領域中起到了至關重要的作用。然而，目前的計算機視覺監(jiān)控系統特別容易受到戶外環(huán)境因素的干擾。由于在霧霾天氣下，大氣中存在著很多渾濁介質所產生的散射效果，顯著地降低了戶外環(huán)境的能見度和對比度，直接導致計算機視覺監(jiān)控系統所捕獲的圖像質量嚴重退化，因此造成了后期圖像特征信息無法被精確獲取。尤其是大規(guī)模霧霾污染事件正在日益

2、增加，霧霾天氣下降質圖像的復原算法分析和研究成為了一個具有重要現實意義的課題，受到了學術界的廣泛關注。
　　通過分析和研究霧霾天氣條件下大氣光線的傳播規(guī)律和降質圖像形成的根本原因，結合He等人的去霧方法理論以及其他經典的先驗知識，提出了本文的霧天圖像復原算法。本文的主要成果如下所示：
　　1.提出了一種基于四叉樹和容錯機制的單幅圖像去霧算法。根據霧天圖像中天空等大氣光值所在區(qū)域像素點的灰度值的均值大而方差值小的規(guī)律，通過利用

3、基于四叉樹的分層搜索算法對霧天圖像的暗通道圖像進行分塊搜索，精確定位霧天圖像中大氣光值所在位置，從而避免在計算大氣光值時霧天圖像中如光源等明亮目標的干擾。同時在暗通道先驗去霧理論中引入自適應容錯機制，能夠有效地提高霧天圖像中大面積白色物體區(qū)域透射率計算的魯棒性。從而我們能夠獲取清晰地顏色保真度非常高的結果。
　　2.提出了一種基于白平衡和邊緣保持濾波的單幅圖像去霧算法。首先，通過霧天圖像的暗通道求取大氣光值；其次，為了有效地避免去

4、霧后圖像顏色嚴重失真，對霧天圖像進行白平衡處理；然后，通過邊緣保持濾波求取精細的透射圖，避免產生Halo效應；最后，我們通過對初步去霧結果進行色調映射和基于圖層的細節(jié)增強操作處理，從而能夠獲取到最終具有非常豐富細節(jié)信息的結果。該方法不僅能夠很好的去除霧天圖像中的霧霾因素，而且去霧后的圖像具有很好的顏色保真度和圖像對比度。
　　3.提出了一種基于邊界約束和滾動導向的單幅圖像去霧算法。通過無霧圖像中像素固有的邊界約束條件，推導出透射率