[发明专利]一种回转窑火焰图像去沙尘方法

权利要求书

1.一种回转窑火焰图像去沙尘方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立窑内沙尘图像生成模型；

S2：估计背景光B；

S3：估计传输率t；

S4：恢复火焰图像J；

所述S1包括：

S11：对回转窑内火焰图像生成过程进行分析，建立窑内沙尘图像的生成模型；

S12：窑内火焰辐射J经过沙尘传输被衰减-衰减率为t，在相机中成像I同时受到窑壁背景光B的影响，用以下方程来表示成像模型：

I(x)＝J(x)t(x)+B[1-t(x)] (1)

上式中I(x)为含沙尘图像，J(x)为火焰图像，t(x)为传输衰减率，B为窑内的背景光，x为图像的像素坐标；

所述S2包括：

S21：在含沙尘的模糊火焰图像中，总有一些像素的颜色通道具有较大的光照强度，将这些亮通道先验中中间部分像素的亮度均值估计为背景亮度；

对于含沙尘火焰图像I(x)，其亮通道表达式为：

I^bright(x)＝max_{c∈{R，G，B}}[max_y∈W(x)I^c(y)] (2)

上式中I^c(y)表示彩色图像I的某一R、G、B颜色通道，W(x)表示以像素点x为中心的领域窗口，在该窗口内亮度被认为为某一常数不变；

S22：对上式(2)两个取极限操作，其极限值应该为255，即一个强亮度图像的最强亮度值趋近255，这就是亮通道先验理论：

lim I^bright(x)＝255 (3)

S23：在计算出亮通道先验I^bright(x)后，由于该先验的亮度最强的部分对应着火焰部分，而当前要估计的是背景光，背景光的亮度强度总是小于火焰强度；故此，先对该亮通道先验I^bright(x)按照亮度从高到低进行排序，在I(x)上对应像素位置上取一定比例的像素，在图像I(x)上分别计算RGB三个通道对应所取像素位置的像素亮度的均值，作为RGB三通道各自的背景亮度B^c，c∈{R，G，B}；

所述S3包括：

S31：估计出RGB这三个通道的背景亮度B^c，c∈{R，G，B}后，依然假设在一个局部窗口区域W(x)内传输率t(x)是个常数，对图像生成方程(1)两边分别按局部邻域W(x)进行最大化操作，并都除以B，c∈{R，G，B}得：

S32：接着对三个RGB通道做最大化操作，得：

结合照亮通道先验式子(2)、(3)，得：

对(6)式整理得到初始传输率：

S33：在得到初始传输率(7)后，为了克服光晕现象和颜色畸变，需要对初始传输率进一步精化处理；

先进行非线性变换：

然后对变换后结果进行gamma校正gamma∈[1，2]；

为了防止过小需要对的最小值进行限制，设置最小阈值t₀，当时令其等于该阈值

所述S4包括：

S41：在估计出背景亮度B和传输率后，可根据下述公式恢复无沙尘火焰图像J(x)：

。

2.根据权利要求1所述的一种回转窑火焰图像去沙尘方法，其特征在于，所述步骤S23中的所取的像素比例为20％。

3.根据权利要求2所述的一种回转窑火焰图像去沙尘方法，其特征在于，所述步骤S23中所取的20％的像素取在中部40％～60％的位置。