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一种单幅全色遥感雾霾图像清晰化方法


技术摘要:
一种单幅全色遥感雾霾图像清晰化方法,涉及数字图像处理技术领域,解决现有图像增强算法及暗通道复原算法应用的局限性,本发明针对全色遥感雾霾图像的清晰化问题,利用全色图像的局部区域内,存在一定的暗像元,即其码值接近零,得到全色遥感图像的透过率估计方法。为  全部
背景技术:
光学遥感平台获取的空间高分辨率遥感图像,特别是全色波段图像具有内容丰 富、对比度好、清晰度高等特点。对空间高分辨率遥感图像的分析与解译,尤其是全色波段 图像的处理,在军事上具有较高的应用价值。然而,近年来由于环境污染和气候变化,使得 雾霾天气广泛存在,空气中大量气溶胶粒子、微小水滴等颗粒对光线的吸收和散射作用导 致遥感成像质量严重退化,对比度下降,极大地限制了遥感系统效用的发挥,给后期图像处 理和分析带来了困难。因此,对单幅全色遥感雾霾图像进行清晰化处理意义重大。 目前,对单幅遥感雾霾图像的清晰化方法主要分为两大类,一类是图像增强方法, 另一类是图像复原方法。图像增强方法主要包括:直方图均衡化、小波变换、Retinex算法以 及同态滤波等,但每种算法在对有雾遥感图像进行增强只是对比度的拉伸,去雾效果不佳, 甚至导致去雾后的图像出现光晕现象。图像复原方法去雾是从雾天图像的模糊退化机理入 手,根据大气散射理论,建立雾天成像的散射模型。近年来何凯明提出的被公认的有效算 法—暗通道先验算法,就是基于此模型展开研究的。然而暗通道算法主要是针对彩色图像, 需要分别对R、G、B三个通道进行处理的,对于全色图像,该算法并不适用,去雾处理效果欠 佳。
技术实现要素:
本发明为了解决现有图像增强算法及暗通道复原算法应用的局限性,提供一种单 幅全色遥感雾霾图像清晰化方法。 一种单幅全色遥感雾霾图像清晰化方法,该方法由以下步骤实现: 步骤一、给定大气散射成像模型,用公式表示为: I(x)=J(x)t(x) A(1-t(x))   (1) 其中,I(x)为有雾的图像,J(x)为无雾图像,A是全球大气光,t(x)为透过率; 步骤二、设定在全色遥感图像的局部区域内,暗像元的码值接近0,由下式表示为: 将所述大气散射成像模型公式(1)的两边取局部区域的最小值,如下: 其中, 为透过率的粗略估计,Ω(x)为以x为中心的局部区域,y为该局部区域 内的像素,将公式(2)代入公式(3)中,并引入一个在[0,1]之间的修正因子ρ,获得所述透过 率粗略估计图 用下式表示为: 3 CN 111598811 A 说 明 书 2/3 页 步骤三、对式(4)采用一种均小值滤波方法进行改进,获得透过率t(x)的准确估 计,用下式表示为: 步骤四、将公式(5)代入公式(1)用下式表示为: 选取I(x)图中的前200个像素值的平均值作为大气光A的值,采用自动色阶的方法 进行对比度拉伸,得到清晰化后的全色遥感图像。 本发明的有益效果:本发明针对全色遥感雾霾图像的清晰化问题,利用全色图像 的局部区域内,存在一定的暗像元,即其码值接近零,得到全色遥感图像的透过率估计方 法。为了避免块效应以及景深突变出的光晕现象,综合考虑边缘保持特性以及平滑特性,采 用一种均小值滤波方法,得到透过率的准确估计,最终获得边缘细节清晰、信噪比高的清晰 化遥感图像。本发明的算法运算量小,稳定可靠,可应用于实时工程系统中。 附图说明 图1为本发明所述的航拍雾霾图像的退化模型示意图; 图2中,图2a为原图,图2b为本发明所述的清晰化算法去雾效果图; 图3中,图3a为暗通道先验算法的效果图,图3b为本发明所述的清晰化算法去雾拉 伸后效果图。
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