基于FCM的雨天视频图像复原

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1、2012年第03期，第45卷通信技术Vol.45，No.03,2012总第243期CommunicationsTechnologyNo.243,Totally·信源处理·基于FCM的雨天视频图像复原①②①③胡巍，何小海，崔煜(①四川大学电子信息学院图像信息研究所，四川成都610064；②西南电子电信技术研究所，四川成都610041；③中国人民解放军61920部队，四川成都610505）【摘要】恶劣天气条件下图像退化的复原方法，对提高户外视觉系统的稳定性和实用性极为重要。雨作为其中一种场景，影响了户外图像或视频进行可靠目标检测、物体识别和跟踪、特征提取等基本操作，极易造成处理偏差，因此有必要

2、对去雨方法进行研究，复原该类图像，消除降雨对图像质量的影响，以保证图像的清晰度。基于视频中雨滴的时域特性和像素直方图的全局特性，借助FCM（模糊C均值）聚类算法，提出了检测与去除视频中雨滴的方法。通过视频中4种不同场景的实验，验证了该方法的有效性。同时，该算法也可应用于其它类似雨的场景检测中。【关键词】图像复原；雨滴检测；雨滴去除；FCM（模糊C均值）聚类【中图分类号】TP391.41【文献标识码】A【文章编号】1002-0802(2012)03-0075-04ARain-dropRemovalUsingFCMfromVideos①②①③HUWei，HEXiao-hai，CUIYu(①Im

3、ageInformationInstitute,CollegeofElectronicsandInformationEngineering,SichuanUniversity,ChengduSichuan610064,China;②SouthwestElectronicsTelecommunicationTechnologyResearchInstitute,ChengduSichuan610041,China;③Unit61920ofPLA,ChengduSichuan610505,China)【Abstract】Duetotherandomspatialdistributionandf

4、astmotion,thevisualeffectsofraindropshaveacompleximpactonvarioussignalsofvideosanddegradetheperceptualimagequalityofvideos.Thusitisessentialtodevelopalgorithmsfordetectingandremovingrainfromvideos.ThispapergivesacomprehensiveanalysisofFCMbasedonraindrops’spatio-temporalandhistogramimage.Experiment

5、sonvideosofthefourcomplexscecesprovetheeffectivenessoftheproposedalgorithms.Also,thealgorithmsdescribedinthispapercanbeusedinawiderangeofapplications,includingtherain-likescencedetection.【Keywords】Imagerestoration;raindropdetection;raindropremoval;FCM0引言恶劣天气条件下图像的成像过程研究，建立完善的理论体系，进而提出针对恶劣天气下图像退化的复

6、随着计算机和图像处理技术的快速发展，计算原方法，对提高户外视觉系统的稳定性和实用性显机视觉系统得以广泛应用于军事国防、医疗技术、[1]得尤为重要。本文主要对视频图像中雨的检测与去智能交通、工业控制等众多的科学和工程领域，除做分析，以解决受降雨影响的图像质量问题。但雾、霾、雨、雪等恶劣天气严重影响了户外图像根据组成微粒的物理特性和对视觉影响效果，或视频进行可靠目标检测、物体识别和跟踪、特征恶劣天气被分成静态天气(霾、雾、薄雪、蔼)和动提取等基本操作，极易造成处理偏差。因此，开展[2]态天气(雨、雪、冰雹)2种类型。在静态天气条收稿日期：2011-12-14。基金项目：国家自然科学基金项目（批

7、准号：11176018）。件下，其组成微粒大小一般在1～10um之间，单个作者简介：胡巍（1982-），男，硕士研究生，主要研究方微粒不足以被相机检测到，影响相对较小。而在动向为数字通信与图像处理；何小海（1964-），男，态天气条件下，其组成微粒较大，如雨的典型尺寸博士，教授，主要研究方向为图像处理与图像通[3]一般在0.1～0.35mm，单个颗粒可以被相机检测信；崔煜（1975-），男，工程师，主要研究方向为信号处理