圖像去霧增強方法和裝置的制造方法
【專利說明】圖像去霧增強方法和裝置
[0001] 技術(shù)鄰域
[0002] 本發(fā)明涉及計算機視覺技術(shù)，特別是涉及一種圖像去霧增強方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 霧天條件下所獲得的圖像大都存在著景物不清晰、對比度下降以及顏色退化等現(xiàn) 象，進而大大降低圖像的應(yīng)用價值，因此常常想盡各種辦法來對圖像進行去霧和增強處理。
[0004] 然而，傳統(tǒng)所進行的圖像去霧和增強處理中，常常僅通過霧天條件下所獲得的圖 像中的自身信息進行去霧和增強，進而在視頻監(jiān)控等應(yīng)用場景中沒有充分利用現(xiàn)有的資 源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要提供一種能提高圖像質(zhì)量的圖像去霧增強方法。
[0006] 此外，還有必要提供一種能提高圖像質(zhì)量的圖像去霧增強裝置。
[0007] -種圖像去霧增強方法，包括如下步驟：
[0008] 獲取目標(biāo)圖像和參考圖像，所述參考圖像是由目標(biāo)圖像所在場景獲取的清晰圖 像；
[0009] 分別計算所述目標(biāo)圖像和參考圖像對應(yīng)的特征圖像；
[0010] 根據(jù)所述目標(biāo)圖像和參考圖像對應(yīng)的特征圖像構(gòu)造所述目標(biāo)圖像和參考圖像間 的掩膜；
[0011] 根據(jù)所述掩膜求解所述目標(biāo)圖像的變換系數(shù)；
[0012] 根據(jù)所述變換系數(shù)進行運算以得到所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的輸出圖像。
[0013] 在其中一個實施例中，所述分別計算所述目標(biāo)圖像和參考圖像對應(yīng)的特征圖像的 步驟包括：
[0014] 分別計算目標(biāo)圖像中每一像素點的特征值以及參考圖像中每一像素點的特征值， 由所述目標(biāo)圖像中像素點的特征值形成目標(biāo)圖像對應(yīng)的特征圖像，由所述參考圖像中像素 點的特征值形成參考圖像對應(yīng)的特征圖像。
[0015] 在其中一個實施例中，所述根據(jù)所述目標(biāo)圖像和參考圖像對應(yīng)的特征圖像構(gòu)造所 述目標(biāo)圖像和參考圖像間的掩膜的步驟包括：
[0016] 根據(jù)目標(biāo)圖像中像素點的特征值和所述目標(biāo)圖像中的像素點在參考圖像中對應(yīng) 的像素點的特征值計算漢明距離，并根據(jù)所述漢明距離構(gòu)造能量函數(shù)，通過所述能量函數(shù) 進行運算以得到所述目標(biāo)圖像和參考圖像間的掩膜。
[0017] 在其中一個實施例中，所述根據(jù)所述掩膜求解所述目標(biāo)圖像的變換系數(shù)的步驟包 括：
[0018] 根據(jù)所述掩膜定位所述目標(biāo)圖像與所述參考圖像之間相同的背景區(qū)域；
[0019] 對所述目標(biāo)圖像的背景區(qū)域中鄰域內(nèi)的像素點構(gòu)造損失函數(shù)，通過最小化所述損 失函數(shù)進行參數(shù)估計以得到所述目標(biāo)圖像的變換系數(shù)。
[0020] 在其中一個實施例中，所述根據(jù)所述變換系數(shù)進行運算以得到所述目標(biāo)圖像對應(yīng) 的輸出圖像的步驟包括：
[0021] 根據(jù)所述變換系數(shù)、目標(biāo)圖像中的像素點和覆蓋所述像素點的窗口進行運算以得 到所述像素點對應(yīng)的輸出值，并由所述輸出值形成輸出圖像。
[0022] 在其中一個實施例中，所述根據(jù)所述變換系數(shù)、目標(biāo)圖像中的像素點和覆蓋所述 像素點的窗口進行運算以得到所述像素點對應(yīng)的輸出值的步驟包括：
[0023] 根據(jù)所述變換系數(shù)和目標(biāo)圖像中的像素點得到所述目標(biāo)圖像中像素點的線性變 換，按照所述覆蓋所述像素點的窗口對所述目標(biāo)圖像中像素點的線性變換進行加權(quán)平均得 到所述像素點對應(yīng)的輸出值。
[0024] -種圖像去霧增強裝置，包括：
[0025] 圖像獲取模塊，用于獲取目標(biāo)圖像和參考圖像，所述參考圖像是由目標(biāo)圖像所在 場景獲取的清晰圖像；
[0026] 特征計算模塊，用于分別計算所述目標(biāo)圖像和參考圖像對應(yīng)的特征圖像；
[0027] 掩膜構(gòu)造模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)圖像和參考圖像對應(yīng)的特征圖像構(gòu)造所述目標(biāo) 圖像和參考圖像間的掩月旲；
[0028] 系數(shù)求解模塊，用于根據(jù)所述掩膜求解所述目標(biāo)圖像的變換系數(shù)；
[0029] 輸出圖像運算模塊，用于根據(jù)所述變換系數(shù)進行運算以得到所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的 輸出圖像。
[0030] 在其中一個實施例中，所述特征計算模塊具體用于分別計算目標(biāo)圖像中每一像素 點的特征值以及參考圖像中每一像素點的特征值，由所述目標(biāo)圖像中像素點的特征值形成 目標(biāo)圖像對應(yīng)的特征圖像，由所述參考圖像中像素點的特征值形成參考圖像對應(yīng)的特征圖 像。
[0031] 在其中一個實施例中，所述掩膜構(gòu)造模塊具體用于根據(jù)目標(biāo)圖像中像素點的特征 值和所述目標(biāo)圖像中的像素點在參考圖像中對應(yīng)的像素點的特征值計算漢明距離，并根據(jù) 所述漢明距離構(gòu)造能量函數(shù)，通過所述能量函數(shù)進行運算以得到所述目標(biāo)圖像和參考圖像 間的掩膜。
[0032] 在其中一個實施例中，所述系數(shù)求解模塊包括：
[0033] 背景定位單元，用于根據(jù)所述掩膜定位所述目標(biāo)圖像與所述參考圖像之間相同的 背景區(qū)域；
[0034] 參數(shù)估計單元，用于對所述目標(biāo)圖像的背景區(qū)域中鄰域內(nèi)的像素點構(gòu)造損失函 數(shù)，通過最小化所述損失函數(shù)進行參數(shù)估計以得到所述目標(biāo)圖像的變換系數(shù)。
[0035] 在其中一個實施例中，所述輸出圖像運算模塊用于根據(jù)所述變換系數(shù)、目標(biāo)圖像 中的像素點和覆蓋所述像素點的窗口進行運算以得到所述像素點對應(yīng)的輸出值，并由所述 輸出值形成輸出圖像。
[0036] 在其中一個實施例中，所述輸出圖像運算模塊具體還用于根據(jù)所述變換系數(shù)和目 標(biāo)圖像中的像素點得到所述目標(biāo)圖像中像素點的線性變換，按照所述覆蓋所述像素點的窗 口對所述目標(biāo)圖像中像素點的線性變換進行加權(quán)平均得到所述像素點對應(yīng)的輸出值。
[0037] 上述圖像去霧增強方法和裝置，獲取目標(biāo)圖像和參考圖像，該參考圖像是由目標(biāo) 圖像所在場景獲取的清晰圖像，以分別計算目標(biāo)圖像和參考圖像的特征圖像，根據(jù)目標(biāo)圖 像和參考圖像對應(yīng)的特征圖像構(gòu)造目標(biāo)圖像和參考圖像間的掩膜，根據(jù)掩膜求解目標(biāo)圖像 的變換系數(shù)，進而由變換系數(shù)運算得到目標(biāo)圖像對應(yīng)的輸出圖像，此時由于目標(biāo)圖像的去 霧增強采用了目標(biāo)圖像所在場景獲取的清晰圖像作為參考，因此大為提高了圖像質(zhì)量。
【附圖說明】
[0038] 圖1為一個實施例中圖像去霧增強方法的流程圖；
[0039] 圖2為圖1中根據(jù)掩膜求解目標(biāo)圖像的變換系數(shù)的方法流程圖；
[0040] 圖3為一個實施例中圖像去霧增強裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖4為圖3中系數(shù)求解模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0042] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0043] 如圖1所示，在一個實施例中，一種圖像去霧增強方法，包括如下步驟：
[0044] 步驟S110,獲取目標(biāo)圖像和參考圖像，該參考圖像是由目標(biāo)圖像所在場景獲取的 清晰圖像。
[0045] 本實施例中，目標(biāo)圖像是當(dāng)前需要進行去霧增強的圖像，例如，霧天條件下所獲取 的圖像，參考圖像則是與目標(biāo)圖像處于同一拍攝場景所得到的圖像，例如，同一場景中光照 條件好的情況下獲得的圖像。
[0046] 參考圖像和目標(biāo)圖像相比較其圖像質(zhì)量較高，例如，參考圖像的清晰度、對比度均 高于目標(biāo)圖像。參考圖像與目標(biāo)圖像之間具有相同的部分，即其背景大致相同。
[0047] 在進行初步監(jiān)控所產(chǎn)生的圖像中，參考圖像將是天氣良好的條件下攝像頭拍攝的 圖像，而目標(biāo)圖像則是存在著霧等噪聲的圖像，該攝像頭的位置將保持不變。
[0048] 步驟S120,分別計算目標(biāo)圖像和參考圖像對應(yīng)的特征圖像。
[0049] 本實施例中，將采用目標(biāo)圖像對應(yīng)的特征圖像和參考圖像所對應(yīng)的特征圖像對目 標(biāo)圖像和參考圖像進行比較，以保證其準(zhǔn)確性。
[0050] 具體的，霧作為一種常見的噪聲對圖像產(chǎn)生退化作用，致使圖像呈現(xiàn)泛白，進而對 圖像造成極大的影響，進而導(dǎo)致即使參考圖像和目標(biāo)圖像的場景完全相同，也將由于霧的 退化作用而導(dǎo)致目標(biāo)圖像的像素值高于參考圖像的像素值，為了避免比較的不準(zhǔn)確性，將 采用特征圖像進行比較。
[0051] 步驟S130,