[发明专利]一种基于环境光模型的单幅图像去雾方法及装置

权利要求书

1.一种基于环境光模型的单幅图像去雾方法，其特征在于，包括：

(1)利用原始图像的各通道信息，求得原始图像多通道加权亮度图I(x)；

(2)利用原始图像多通道加权亮度图I(x)估算出随位置变化的环境光图利用原始图像各通道信息I_c(x)或多通道加权亮度图I(x)估算出环境光遮罩

(3)利用环境光图和环境光遮罩估算出场景目标反射率ρ(x)；

(4)利用场景目标反射率ρ(x)乘以均匀照度A_uni常数得到去雾后的清晰图像；环境光遮罩的物理意义为环境光经雾气散射在景物像上叠加的一个额外的亮度增量；所述随位置变化的环境光图的估算方法为：

先对原始图像多通道加权亮度图I(x)进行低通滤波得到初始环境光图再求取满足下式的偏移量El_offset：

通过以下公式获得估计值

或者求取满足下式的偏移系数λ_E：

通过以下公式获得估计值

2.根据权利要求1所述的基于环境光模型的单幅图像去雾方法，其特征在于，所述原始图像多通道加权亮度图I(x)的求解方法为：对原始图像的各通道分别乘以加权系数，再求和得到图像的多通道加权亮度图I(x)。

3.权利要求1所述的基于环境光模型的单幅图像去雾方法，其特征在于，所述利用多通道加权亮度图I(x)估算环境光遮罩的方法为：

利用多个低通滤波器逐一对I(x)进行某种低通滤波或者多个不同低通滤波器的组合滤波，然后对滤波结果求取加权平均以获得初始环境光遮罩再求取满足下式的偏移量V_offset：

通过以下公式获得估计值

或者求取满足下式的偏移系数λ_V：

通过以下公式获得估计值

利用原始图像各通道信息I_c(x)估算环境光遮罩的方法为：

求出原始图像R、G、B三通道最小通道值，再在原始图像的各个局部区域内对最小通道值做最小值滤波，将滤波结果作为环境光遮罩的估计值，即按以下公式完成估计：

其中c为R、G、B三个颜色通道，Ω(x)为大小为a×a的局部区域，a为局部区域长度；t(x)表示场景光受散射衰减后到达成像设备的透射率，t(x)＝e^-βd(x)，β为雾的总散射系数，d(x)为景深信息。

4.根据权利要求1所述的基于环境光模型的单幅图像去雾方法，其特征在于，在估算场景目标反射率ρ(x)之前，使用具有边缘保持能力的滤波器对估计出的环境光图环境光遮罩进行精细化。

5.根据权利要求1所述的基于环境光模型的单幅图像去雾方法，其特征在于，场景目标反射率ρ(x)的估计公式为：

其中用到了环境光模型来估算出场景目标反射率ρ(x)，原始图像多通道加权亮度图I(x)和环境光图环境光遮罩场景目标反射率ρ(x)的关系如下公式所示：

其中t(x)表示场景光受散射衰减后到达成像设备的透射率，t(x)＝e^-βd(x)，β为雾的总散射系数，d(x)为景深信息；是随画面位置变化的环境光图，其物理意义为各类直接和间接光源相叠加的结果；为环境光遮罩，其物理意义为环境光经雾气散射在景物像上叠加的一个额外的亮度增量；

或者为

其中k为一个补偿系数，取值在0.8～1.0。