单幅雾天图像复原算法的研究

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1、单幅雾天图像复原算法研究ResearchofAlgorithmofRestorationbyHazeImage作者姓名杨静荣学位类型学历硕士学科、专业计算机应用技术研究方向计算机视觉导师及职称方帅副研究员2013年4月单幅雾天图像复原算法研究摘要恶劣天气(雨,雪,雾)中充满着大量的悬浮粒子,对光会产生散射和吸收作用,从而造成户外拍摄图像质量下降。目前大多数视觉系统在设计时没有考虑天气对视觉系统的影响,一般只适合晴朗的天气。因此,恶劣天气制约了视觉系统的推广。而雾是一种常见的天气现象,由它引起的图像退化问题是计算机视觉领域研究的热点。因此,本

2、文针对雾天图像进行复原算法的研究。本文以Retinex理论和雾天退化模型为理论依据,分别针对均匀和不均匀雾天退化图像,实现图像清晰化的目的。针对均匀分布的雾,提出了图像引导滤波的Retinex去雾算法;针对非均匀分布的雾,提出了基于粒子群的雾天图像复原算法,在一定程度上解决了不均匀雾的问题。另外,对去雾算法提出了一种客观评价的准则。主要内容有以下三个方面:第一,针对雾天退化图像,提出了基于图像引导滤波器的Retinex去雾算法。Retinex算法处理的图像往往存在伪影、噪声增加和迭代求解耗时多问题。针对这些问题,提出利用两次图像引导滤波实现

3、Retinex图像增强的求解,并运用多尺度小波融合的图像增强框架,实现了基于两次图像引导滤波的多尺度Retinex去雾算法。第二,针对目前大部分去雾算法对浓雾和不均匀雾适用性不强,提出基于粒子群的雾天图像复原算法。首先,推导出适合于不均匀雾的退化模型;其次,针对不均匀雾天退化模型参数过多的问题,提出了利用粒子群进化算法估计模型中的参数;最后,使用图像引导滤波器实现快速有效的图像复原。第三,针对不同的雾天图像复原效果,提出一种客观的评价准则。图像质量评价方法很多,但对于特定的雾天图像复原效果的评价算法很少。本文给出了一种基于图像提升度和结构相

4、似性的客观评价方法,且利用该方法对目前较流行的去雾算法进行客观的评价和分析。关键词:图像复原;雾天退化图像;Retinex理论;图像引导滤波器;图像质量评价ResearchofAlgorithmofRestorationbyHazeImageABSTRACTInbadweather,theimageofoutdoorsceneisdegradedbyabsorbedorscatteredbecauseoftheaerosolparticles.Thecurrentvisualsysteminthedesigncannotdowiththed

5、isturbanceoftheadverseweather,generallyonlysuitableforfineweatherconditions.Sotheadverseweatherrestrictedthepromotionofthevisualsystem.Fogisacommonweatherphenomenon,andimagedegradationcausedbyitbecameahotspotinthefieldofcomputervision.Therefore,thisdissertationisresearchof

6、algorithmofrestorationbyasinglehazeimage.Thisdissertationemploysretinextheoryandimagedegradedmodel.Weresearchtheproblemofhazeimageclearnessinhomogeneousandheterogeneousfog.Inhomogeneousfogcircumstance,thisdissertationproposedretinexdehazingalgorithmbasedguidedimagefilter.I

7、nheterogeneousfogcircumstance,theparticleswarmoptimizationalgorithmsareproposedforthesingleimagedehazing,andtoacertainextentitsolveheterogeneousfogproblem.Inaddition,thisdissertationalsogivesquantitativeevaluationmethodforhazerestoredimage.Mainlytherearethreeaspects:Firstl

8、y,thisdissertationproposedretinexdehazingalgorithmbasedguidedimagefiltertosolvefogdegrade

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