基于半反图像的导向滤波光补偿快速去雾算法

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1、基于半反图像的导向滤波光补偿快速去雾算法杨燕董宇飞兰州交通大学电子与信息工程学院摘要：针对传统的基于暗原色先验的单幅图像去雾算法速度慢、效率较低，去雾不彻底以及在明亮区域颜色失真等问题，提出了一种基于半反图像的导向滤波光补偿快速去雾算法，将经过阈值调整的半反图像作为导向图，通过引导滤波得到大气散耗图，根据大气散射物理模型恢复清晰图像，并将恢复的图像进行参考白光补偿得到最终的去雾图像。实验结果表明：算法不仅降低了传统算法的吋间复杂度，而且有效恢复了场景的对比度和饱和度，近景去雾彻底，远景去雾效果提升明显。关键词：暗通

2、道先验;引导滤波;导向图;半反图像;光补偿;作者简介：杨燕(1972-),女，博士，教授，主要从事数字图像处理、智能信息处理、语音信号处理研究工作。收稿日期:2016-10-21基金：国家自然科学基金资助项目(61561030)Fastlightcompensationdefoggingalgorithmbasedonsemi-inverseimageguidedfilteringYANGYanDONGYu—feiSchoolofElectronicandInformationEngineering,Lanzhou

3、JiaotongUniversity;Abstract：Fastlightcompensationdefoggingalgorithmbasedonsemi-inverseimageguidedfilteringisproposedtosolveproblemssuchasslowspeed,lowefficiency,inexhaustivedefogging,andcolordistortioninbrightareasofthetraditionalsingleimagedefoggingalgorithmw

4、hichisbasedondarkchannelprior.Thisalgorithmwilltakethethresholdvalueadjustedsemi-inverseimageastheguideimage.Byguidingthefilterwave,aatmosphericveilisacquired,basedonthephysicalmodelofwhichtorestoretheclearimage.Therestoredimagewil1becompensatedwithrefereneewh

5、itelighttogetthefinaldefoggingimeige.Theexperimentalresultshowsthat,thisalgorithmnotonlyhasloweredthetimecomplexityofthetraditionalalgorithm,buthasregainedthecontrastandsaturationleveloftheseeneeffectively,achievingthoroughdefogginginthecloseview,andsignifican

6、tlyimprovedefogginginthedistantview.Keyword：darkchannelprior;guidedfitering;guideimage;semi-inverseimage;lightcompensation;Received：2016-10-21o引言基于物理模型的方法实质利用大气散射模型或其变形形式，求解反照率，在基于物理模型的雾天图像复原方法中，最近研究工作集中于通过对图像数据本身做各种假设，估计模型参数，从单幅图像中恢复场景反照OakleyJP和BuH的算法假设整幅图像中

7、环境光为常数，以及像素局部均值和标准差存在比例关系，提出了一种统计模型，通过优化全局代价函数，校正图像的对比度。TanRTR1假设局部区域的环境光为常数，构造边缘强度的代价函数，最大化局部对比度达到去雾的目的，算法旨在增强图像的对比度。FattalRR1假设图像的局部反照率为常数，以及介质传播和物体表面色度具有局部不相关性，利用独立成分分析估计反照率。HeK等人⑷假设在至少一个颜色通道的局部区域内，场景反照率趋于零，使用最小值滤波对介质传播函数进行粗估计，然后借助图像软抠图算法对介质传播函数进行细化。在计算暗通道中

8、使用腐蚀滤波，该方法无法保持最物的边缘;其次，暗通道先验应用于色彩单一的图像处理效果不理想,且图像需含有阴影区域;对强度较大的区域透射率估计出现误差，导致颜色偏差和光环(halo)效应。2011年HeK等人提岀了使用导向滤波臣1代替软抠图算法，降低了算法的空间和时间复杂度，但是此算法仍然基于暗通道先验理论，会引起halo效应以及对白亮区域恢复出现失真等问题，