基於生物視覺機理的圖像去霧方法
2023-05-07 18:28:01 4
基於生物視覺機理的圖像去霧方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於生物視覺機理的圖像去霧方法，本發明的方法通過非經典感受野單拮抗模型，利用不同敏感係數下外周的抑制作用和亞區的去抑制作用的相互作用，將有霧圖像的瀰漫光照去除，增強原始圖像色彩對比度，實現有霧圖像的自動增強，本發明提供了一種符合生理特性的方法，在保持細節特徵的同時，準確、高效地實現了單幅有霧彩色圖像的顏色去霧增強。
【專利說明】基於生物視覺機理的圖像去霧方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於圖像處理【技術領域】，涉及彩色圖像增強技術，具體涉及一種基於視網膜非經典感受野視覺機制的圖像去霧增強方法。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術的不斷發展，計算機視覺設備被越來越廣泛的應用於不同領域。在實際應用中，因為環境、系統以及人為因素的影響，傳感器獲得的圖像或多或少都存在一定程度的退化。其中，由於傳感器設計時通常沒有考慮天氣影響，在霧霾環境下，獲取的圖像退化尤為嚴重。因此，如何對霧霾環境下傳感器獲取的高亮度低對比的有霧圖像進行去霧增強，具有十分重要的現實意義。
[0003]目前，圖像去霧主要有圖像增強去霧和物理模型恢復去霧兩條基本思路。基於圖像增強的方法不考慮圖像退化的具體原因，以部分信息丟失為代價對圖像中有用部分進行增強，比較具有代表性的方法有直方圖均衡化，同態濾波，小波變換和Retinex算法。基於物理模型的方法先建立霧霾下成像模型，再在此基礎上恢復出去霧圖像，比較具有代表性的方法有場景深度估計算法和暗通道先驗算法。這些算法能一定程度上實現圖像去霧的效果，但都存在各自的局限性，例如，直方圖均衡化會造成局部細節信息丟失，同態濾波計算開銷較大，Retinex算法濾波器參數選取困難，場景深度估計算法需要多幅圖像估計深度信息，暗通道先驗算法需要滿足先驗假設。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的上述問題，本發明提出了一種基於生物視覺機理的圖像去霧方法。
[0005]本發明的技術方案為:一種基於生物視覺機理的圖像去霧方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1:設定感受野大小及確定相應的模型參數；
[0007]步驟2:對色偏圖像每一個像素點分別提取紅色分量Ik、綠色分量I。、藍色分量IB，計算出平均亮度分量1:1= (Ie+Ig+Ib)/3 ;
[0008]步驟3:設定去霧深度th和興奮抑制比K ；
[0009]步驟4:將紅、綠、藍三通道像素值均值最小者與去霧深度比較，若該值小於去霧深度，即min (mean (Ik) ,mean (Ig) ,mean (Ib) ))〈th,圖像無需進行去霧，處理完成；大於等於去霧深度則執行步驟5 ；
[0010]步驟5:根據興奮抑制比計算出紅通道非經典感受野外周敏感係數Ak2，亞區敏感係數AK3，綠通道非經典感受野外周敏感係數\2，亞區敏感係數\3，藍通道非經典感受野外周敏感係數aB2，亞區敏感係數aB3，
[0011]Ae2 = K3 Ae3 = AE23
[0012]Ag2 = K3 Ag3 = AG23
[0013]Ab2 = K3 Ab3 = Ab2 3[0014]步驟7:根據公式
[0015]
【權利要求】
1.一種基於生物視覺機理的圖像去霧方法，包括以下步驟: 步驟1:設定感受野大小及確定相應的模型參數； 步驟2:對色偏圖像每一個像素點分別提取紅色分量Ik、綠色分量I。、藍色分量Ib，計算出平均亮度分量1:1= (Ie+Ig+Ib)/3 ; 步驟3:設定去霧深度th和興奮抑制比K ； 步驟4:將紅、綠、藍三通道像素值均值最小者與去霧深度比較，若該值小於去霧深度，即min (mean (Ik) ,mean (Ig) ,mean (Ib) ))〈th,圖像無需進行去霧,處理完成；大於等於去霧深度則執行步驟5 ； 步驟5:根據興奮抑制比計算出紅通道非經典感受野外周敏感係數Ak2，亞區敏感係數Ae3,綠通道非經典感受野外周敏感係數Ae2,亞區敏感係數\3，藍通道非經典感受野外周敏感係數AB2，亞區敏感係數AB3，
Ar2 — K3 Ae3 一 Ae2 3
Ag2 — K3 Ag3 — Ag2 3
Ab2 — K3 Ab3 一 Ab2 3
步驟7:根據公式
2.根據權利要求1所述的基於生物視覺機理的圖像去霧方法，其特徵在於，步驟I所述的設定感受野大小及確定相應的模型參數設定感受野中心區半徑、外周抑制區半徑、亞區半徑。中心、外周、亞區高斯核函數具體為:
3.根據權利要求2所述的基於生物視覺機理的圖像去霧方法，其特徵在於，步驟3所述的去霧深度th取值範圍具體為0.1~0.3。
4.根據權利要求2所述的基於生物視覺機理的圖像去霧方法，其特徵在於，步驟3所述的設定興奮抑制比K具體為I。
【文檔編號】G06T5/00GK103955900SQ201410191124
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】張顯石, 李永傑, 李朝義 申請人:電子科技大學