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1、單幅霧天圖像復(fù)原算法研究ResearchofAlgorithmofRestorationbyHazeImage作者姓名楊靜榮學(xué)位類型學(xué)歷碩士學(xué)科、專業(yè)計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究方向計算機(jī)視覺導(dǎo)師及職稱方帥副研究員2013年4月單幅霧天圖像復(fù)原算法研究摘要惡劣天氣(雨，雪，霧)中充滿著大量的懸浮粒子，對光會產(chǎn)生散射和吸收作用，從而造成戶外拍攝圖像質(zhì)量下降。目前大多數(shù)視覺系統(tǒng)在設(shè)計時沒有考慮天氣對視覺系統(tǒng)的影響，一般只適合晴朗的天氣。因此，惡劣天氣制約了視覺系統(tǒng)的推廣。而霧是一種常見的天氣現(xiàn)象，由它引起的圖像退化問題是計算機(jī)視覺領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。因此，本
2、文針對霧天圖像進(jìn)行復(fù)原算法的研究。本文以Retinex理論和霧天退化模型為理論依據(jù)，分別針對均勻和不均勻霧天退化圖像，實現(xiàn)圖像清晰化的目的。針對均勻分布的霧，提出了圖像引導(dǎo)濾波的Retinex去霧算法；針對非均勻分布的霧，提出了基于粒子群的霧天圖像復(fù)原算法，在一定程度上解決了不均勻霧的問題。另外，對去霧算法提出了一種客觀評價的準(zhǔn)則。主要內(nèi)容有以下三個方面：第一，針對霧天退化圖像，提出了基于圖像引導(dǎo)濾波器的Retinex去霧算法。Retinex算法處理的圖像往往存在偽影、噪聲增加和迭代求解耗時多問題。針對這些問題，提出利用兩次圖像引導(dǎo)濾波實現(xiàn)
3、Retinex圖像增強(qiáng)的求解，并運(yùn)用多尺度小波融合的圖像增強(qiáng)框架，實現(xiàn)了基于兩次圖像引導(dǎo)濾波的多尺度Retinex去霧算法。第二，針對目前大部分去霧算法對濃霧和不均勻霧適用性不強(qiáng)，提出基于粒子群的霧天圖像復(fù)原算法。首先，推導(dǎo)出適合于不均勻霧的退化模型；其次，針對不均勻霧天退化模型參數(shù)過多的問題，提出了利用粒子群進(jìn)化算法估計模型中的參數(shù)；最后，使用圖像引導(dǎo)濾波器實現(xiàn)快速有效的圖像復(fù)原。第三，針對不同的霧天圖像復(fù)原效果，提出一種客觀的評價準(zhǔn)則。圖像質(zhì)量評價方法很多，但對于特定的霧天圖像復(fù)原效果的評價算法很少。本文給出了一種基于圖像提升度和結(jié)構(gòu)相
4、似性的客觀評價方法，且利用該方法對目前較流行的去霧算法進(jìn)行客觀的評價和分析。關(guān)鍵詞：圖像復(fù)原；霧天退化圖像；Retinex理論；圖像引導(dǎo)濾波器；圖像質(zhì)量評價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
