一種基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法及裝置，所述方法包括以下步驟：步驟S1：將數(shù)字圖像由RGB色彩空間變換到HSI色彩空間，得到由色度分量、飽和度分量及亮度分量組成的HSI空間數(shù)字圖像；步驟S2：對(duì)所述HSI空間數(shù)字圖像中的亮度分量計(jì)算變分Retinex，得到亮度圖像；步驟S3：將所述亮度圖像由HSI色彩空間變換到RGB色彩空間，得到變分后的RGB空間數(shù)字圖像；步驟S4：在RGB色彩空間對(duì)所述RGB空間數(shù)字圖像進(jìn)行基于直方圖非線性變化增強(qiáng)圖像對(duì)比度。本發(fā)明基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法及裝置能有效消除數(shù)字圖像中原來(lái)存在的薄霧遮擋，提高了圖像再現(xiàn)質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】—種基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字圖像處理是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用科學(xué)的重要技術(shù)，其廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、數(shù)字消費(fèi)娛樂等領(lǐng)域中。
[0003]目前，對(duì)于廣泛在安防和監(jiān)控等系統(tǒng)中使用的光學(xué)信息系統(tǒng)，其面臨的復(fù)雜環(huán)境主要包括:(I)復(fù)雜氣象環(huán)境，如霧靄云雨等；(2)復(fù)雜光照環(huán)境。對(duì)于安防監(jiān)控與機(jī)器視覺產(chǎn)品，獲取圖像的質(zhì)量成為信息感知的關(guān)鍵。
[0004]因此，提高安防監(jiān)視系統(tǒng)的質(zhì)量，提升產(chǎn)品的直觀性、準(zhǔn)確性和可靠性，從而保障圖像處理，圖像分析，機(jī)器視覺，行為分析等所需要的在復(fù)雜環(huán)境下的產(chǎn)品的識(shí)別率等，具有很重要的實(shí)際應(yīng)用需求的意義。同時(shí)，圖像真實(shí)再現(xiàn)的核心技術(shù)還可以擴(kuò)展到水下監(jiān)控，交通物流，消費(fèi)類產(chǎn)品領(lǐng)域，車載安全系統(tǒng)及醫(yī)學(xué)圖像獲取領(lǐng)域，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種能有效去除消除數(shù)字圖像中原來(lái)存在的薄霧遮擋，提高圖像再現(xiàn)質(zhì)量的基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法及裝置保護(hù)裝置。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法，所述方法包括以下步驟:
[0007]步驟S1:將數(shù)字圖像由RGB色彩空間變換到HSI色彩空間，得到由色度分量、飽和度分量及亮度分量組成的HSI空間數(shù)字圖像；
[0008]步驟S2:對(duì)所述HSI空間數(shù)字圖像中的亮度分量計(jì)算變分Retinex，得到亮度圖像；
[0009]步驟S3:將所述亮度圖像由HSI色彩空間變換到RGB色彩空間，得到變分后的RGB空間數(shù)字圖像；
[0010]步驟S4:在RGB色彩空間對(duì)所述RGB空間數(shù)字圖像進(jìn)行基于直方圖非線性變化增強(qiáng)圖像對(duì)比度。
[0011]進(jìn)一步,在所述的基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法中，所述步驟SI中，從RGB色彩空間變換到HSI色彩空間，對(duì)應(yīng)的色度分量H、飽和度分量S、亮度分量I根據(jù)以下公式計(jì)算得到:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 步驟S1:將數(shù)字圖像由RGB色彩空間變換到HSI色彩空間，得到由色度分量、飽和度分量及亮度分量組成的HSI空間數(shù)字圖像； 步驟S2:對(duì)所述HSI空間數(shù)字圖像中的亮度分量計(jì)算變分Retinex，得到亮度圖像；步驟S3:將所述亮度圖像由HSI色彩空間變換到RGB色彩空間，得到變分后的RGB空間數(shù)字圖像； 步驟S4:在RGB色彩空間對(duì)所述RGB空間數(shù)字圖像進(jìn)行基于直方圖非線性變化增強(qiáng)圖像對(duì)比度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法，其特征在于，所述步驟S2中，對(duì)亮度分量計(jì)算變分Retinex的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法，其特征在于，所述步驟S3中，將所述亮度圖像由RGB色彩空間變換到HSI色彩空間中對(duì)應(yīng)的R分量、G分量及B分量分別根據(jù)以下公式計(jì)算得到:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括:步驟S401:對(duì)分段后的所述RGB空間數(shù)字圖像直方圖的背景段及目標(biāo)段按灰度分布非均勻插值； 步驟S402:分別對(duì)所述RGB空間數(shù)字圖像直方圖按插值點(diǎn)均勻化，得到灰度軸均勻化的數(shù)字圖像直方圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法，其特征在于，所述步驟S401中所述非均勻插值的步驟包括: 將目標(biāo)段nl、背景段n2均勻分層的灰度軸不均勻拉伸為目標(biāo)段ql分層，背景段q2分層的過程(ql > nl, q2 > n2)； 目標(biāo)段的灰度范圍為fo~fnl，相應(yīng)的灰度分布值為P,。~Pf,'，目標(biāo)段直方圖的灰度軸被均勻劃分為nl等份，則直方圖包絡(luò)曲線下的總面積為:

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于變分Retinex的單幅圖像去霧方法，其特征在于，所述灰度軸均勻化的數(shù)字圖像直方圖的公式為:
8.一種基于變分Retinex的單幅圖像去霧裝置，其特征在于，所述裝置包括: HSI色彩空間變換單元，用于將數(shù)字圖像由RGB色彩空間變換到HSI色彩空間，得到由色度分量、飽和度分量及亮度分量組成的HSI空間數(shù)字圖像； 變分Retinex處理單元，用于對(duì)所述HSI空間數(shù)字圖像中的亮度分量計(jì)算變分Retinex，得到亮度圖像； RGB色彩空間變換單元，用于將所述亮度圖像由HSI色彩空間變換到RGB色彩空間，得到變分后的RGB空間數(shù)字圖像； 圖像對(duì)比度增強(qiáng)單元，用于在RGB色彩空間對(duì)所述RGB空間數(shù)字圖像進(jìn)行基于直方圖非線性變化增強(qiáng)圖像對(duì)比度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于變分Retinex的單幅圖像去霧裝置，其特征在于，所述圖像對(duì)比度增強(qiáng)單元進(jìn)一步包括: 非均勻插值子單元，用于對(duì)分段后的所述RGB空間數(shù)字圖像直方圖的背景段及目標(biāo)段按灰度分布非均勻插值； 灰度均勻化子單元，用于分別對(duì)所述RGB空間數(shù)字圖像直方圖按插值點(diǎn)均勻化，得到灰度軸均勻化的數(shù)字圖像直方圖。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK103632339SQ201210298976
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月21日
【發(fā)明者】張曉光 申請(qǐng)人:張曉光