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针对雾天降质图像,提出了一种新的有雾偏振图像复原方法。对大气光强及传输率函数进行估计,并优化传输率函数,利用大气散射模型,对3 个任意角度的偏振图像进行图像复原,以实现图像去雾。实验比较了3 个任意角度与2 个正交角度偏振图像复原质量。实验结果表明,该方法提高了图像的清晰度及对比度,有效改善了雾天的降质图像,且3 个偏振图像的角度选取是任意的,不需对偏振角度进行配准,有利于工程的实际应用。
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52, 101005(2015)
激光与光电子学进展
Laser & Optoelectronics Progress
©2015《中国激光》杂志社
101005-1
3 个任意角度与 2 个正交角度偏振图像复原实验比较
赵长霞 段 锦 王欣欣 白思克 陈天威
长春理工大学电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
摘要 针对雾天降质图 像,提出了一种新的 有雾偏振图像复原方法。 对 大气光强及传输率函数进 行估计,并优化传
输率函数,利用大气散射模型,对 3 个任意角度的偏振图像进行图像复原,以实现图像去雾。实验比较了 3 个任意角
度与 2 个正交 角 度偏振图像复原质量。实验 结果表明,该方法提 高 了图像的清晰度及对比度,有效改善了 雾 天的降
质图像,且 3 个偏振图像的角度选取是任意的,不需对偏振角度进行配准,有利于工程的实际应用。
关键词 图像处理; 偏振图像; 图像去雾; 偏振角度; 大气散射模型; 暗原色先验
中图分类号 TP391 文献标识码 A
doi: 10.3788/LOP52.101005
Experimental Comparison of Polarization Image Restoration of
Three Random Angles and Two Orthogonal Angles
Zhao Changxia Duan Jin Wang Xinxin Bai Sike Chen Tianwei
School of Electronic and Information Engineering, Changchun University of Science and Technology,
Changchun, Jilin 130022, China
Abstract For fog- degraded images, a new method of restoring polarization image is proposed. Estimate the
atmospheric light intensity and transmission rate function are estimated, and the transmission rate function is
optimized to realize image defogging based on atmospheric scattering model for three random angle polarization
images. Polarization image restoration quality of 3 random angles and 2 orthogonal angles are compared in this
experiment. Experimental results show that the proposed algorithm improves the image′s definition and contrast,
and effectively improves degraded images in the haze condition. The angles of 3 polarization images are arbitrary.
It is not necessary to carry on the registration of the polarization angle, and beneficial for the practical application
of the engineering.
Key words image processing; polarization image; image defogging; polarization angle; atmospheric scattering
model; dark channel prior
OCIS codes 100.2960; 110.3000; 290.1310
1 引 言
雾天条件下,由于大气对光的折射、散射、吸收作用,使获得的图像分辨率和对比度降低,造成图像质量
退化 ,应用价值降低。因此,研究雾天图像的复原具有更重要 的现 实意 义。 目前 已有 的去 雾算 法大 致可 分
为两 类:图像复原和图像增强。图像增 强方 法不 考虑 退化 原因 ,会造成一定程度的有效信息损失。图像复
原是研究图像退化的物理过程,并建立退化模型,反演退化过程,从而得到退化前的图像。这种方法针对性
强,有效信息损失少,复原效果更好,因此图像复原方法成为图像去雾技术研究的热点。
对于利用图像复原方法研究图像去雾技术,国内外研究者作了许多研究。夏宏丽等
[1]
提出一种基于偏
振特 性的 图像 去雾 算法 ,该算法相对于有天空区域图像准确性较好,但 对于 无天 空区 域图 像该 算法 适用 性
较差。彭文竹
[2]
提出了一种基于大气散射模型的偏振图像 去雾算法,该 算法利用两个正交角度上的偏振图
像进行 复 原图像,但是 该 方法去雾 效 果和稳 定 性很大程 度 上依赖于 大 气光的部 分 偏振特 性 ,有 效 性较低。
周浦城等
[3]
针对雾天退化图像,提出一种自适应图像复原方法,该方法能够改善图像质量,但没有考虑场景深
收稿日期: 2015-04-20; 收到修改稿日期: 2015-07-11; 网络出版日期: 2015-09-23
作者简介: 赵长霞(1990—),女,硕士研究生,主要从事图像处理方面的研究。 E-mail: zhaochangxia0310@126.com.
导师简介: 段 锦(1971—),男,教授,博士生导师,主要从事图像处理、环境仿真等方面的研究。
E-mail: duanjin@vip.sina.com
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