图像去雾算法(一)相关研究及链接
引言:
在雾、霾之类的恶劣天气下,采集的图像质量会由于大气散射而严重降低, 使图像颜色偏灰白色, 对比度降低, 物体特征难以辨认。所以 需要图像去雾技术来增强或修复, 以改善视觉效果。目前图像去雾方法主要可以分为两大类:
(1)基于图像处理的增强方法。这种方法通过对雾天图像进行增强, 改善图像质量。其优点是可以利用已有的成熟图像处理算法进行针对性运用, 增强图像的对比度, 突出图像中景物的特征和有价值的信息;缺点是可能会造成图像部分信息的损失, 使图像失真。
(2)基于物理模型的复原方法。这种方法通过研究大气悬浮颗粒对光的散射作用, 建立大气散射模型,了解图像退化的物理机理, 并复原出未降质前的图像。
图像增强去雾方法:
在前几篇博客里,分别介绍了关于直方图均衡,同态滤波,基于Retinex原理增强等方法,这里不再展开了,这里直接对这几种方法的效果进行测试,对比看一下。
物理模型复原方法:
上图为大气散射模型,通常使用雾天图像退化模型描述雾霾等对图像质量造成的影响,下面模型是由McCartney提出:
I(x)=J(x)e−rd(x)+A(1−e−rd(x))
式中,x是像素的空间坐标,I 是观察到的有雾图像,J 是待恢复的无雾图像,r 表示大气散射系数,d代表景物深度,A是全局大气光成分,A一般假设为全局常量,与空间坐标无关。
e−r(dx)表示坐标空间x处的透射率,使用t(x)来表示透射率,于是得到下面的公式:
I(x)=J(x)t(x)+A(1−t(x))
图像去雾过程就是根据 I(x) 求解 J(x) 的过程。从上面的公式可以看出,基于物理模型的去雾算法本质是根据已知的有雾图像 I(x) 求出透射率 t(x) 和全局大气光成分A ,进而得到复原图像J(X)。
在这方面做的比较受认可的研究有何凯明的基于暗通道去雾方法,介绍该方法的文章也不少[2,3,12,13],后面认真拜读一下。
基于暗通道去雾实现:
由于好多链接给出的matlab程序文件不全,导致程序跑不痛,我整理了一下,并给出了测试程序和示例图片,感兴趣的可以下载,链接地址:http://download.csdn.net/download/piaoxuezhong/10035664,这里放几幅效果图:
,
图像去雾研究链接[9]:
- S.G. Narasimhan and S.K. Nayar, 多幅图像(同一场景不同时间、天气)去雾主页
- NASA, Retinex理论增强,主页。
Ana Belén Petro总结了NASA的Retinex理论,源代码,不过不是matlab版本的。 - Kopf,Deep Photo: Model-Based Photograph Enhancement and Viewing,3D场景去雾,没有源码。主页地址
- Fattal, single image dehazing, 主页*matlab代码*
- Fattal 2014,Automatic Recovery of the Atmospheric Light in Hazy Images,大气光恢复去雾,有代码,主页
- Fattal 2014,Dehazing using Color-Lines,无代码,主页
这里有个Matlab script converting jet-color images into [0,1] transmission values 主页 - Tarel,Fast visibility restoration from a single color or gray level image,matlab代码*实验主页*
He kaiming, single image dehazing using dark channel prior,实验主页
其guided image dehazing,主页有matlab代码Nishino,bayesian defogging,贝叶斯去雾,主页
- Ancuti,inverse-image dehazing, fusion-based dehazing,水下融合去雾,个人主页*半反去雾主页*
- Ketan Tang, 基于学习的去雾Investigating haze-relevant features in a learning framework for image dehazing,实验主页
- Gibson,维纳滤波去雾,fast single image fog removal using the adaptive wiener filter,主页
- Meng gaofeng,改进的暗原色去雾efficinet image dehazing with boundary constraint contextual regularization,matlab代码
- Yoav Y.Schechner,一直研究偏振去雾算法,典型的代表作,blind haze separation, advanced visiblity improvement based on polarization filtered images,主页
- yk wang,Single Image Defogging by Multiscale Depth Fusion,也是基于贝叶斯和马尔可夫来去雾,暂时没公布matlab代码。主页
Jin-Hwan Kim, optimized contrast enhancement for real-time image and video dehazing, 关于图像增强和视频去雾的,主页有代码,C程序主页
- ECCV2016 Single Image Dehazing via Multi-Scale Convolutional Neural Networks,主页
- 2015年的一篇CVPR,主页有代码,Simultaneous Video Defogging and Stereo Reconstruction链接
文章主页:http://www.lizhuwen.com/pages/Stereo%20in%20Fog.html
- OPTIMIZED CONTRAST ENHANCEMENT FOR REAL-TIME IMAGE AND VIDEO DEHAZING
关于去雾算法质量评价对比
1、Zhengying Chen,Quality Assessment for Comparing Image Enhancement Algorithms(CVPR2014),基于学习的去雾算法排序方法,据说有数据库,但得填表找他们要,主页
2、Gibson,A No-Reference Perceptual Based Contrast Enhancement Metric for Ocean Scenes in Fog(TIP,2013),一种CEM评价方法,不过也是基于学习的,数据库和代码都有。主页
3、Hautiere,Blind contrast enhancement assessment by gradient ratioing at visible edges,三种忙评价方法。代码网络上有,原作者编写的在这里,主页
4.图像去雾和视频去雾的综述:Review of Video and Image Defogging Algorithms and Related Studies on Image Restoration and Enhancement。
参考:
- 《图像去雾的最新研究进展》[J].自动化学报
- http://blog.csdn.net/u011691310/article/details/16827695
- http://blog.csdn.net/huixingshao/article/details/42834939
- http://download.csdn.net/download/huixingshao/9494191
- http://blog.csdn.net/fightingforcv/article/details/52723376
- http://blog.csdn.net/s12244315/article/details/50292049
- http://blog.csdn.net/baimafujinji/article/details/27206237
- http://blog.csdn.net/baimafujinji/article/details/30060161
- http://blog.csdn.net/ckghostwj/article/details/46463679
- http://blog.csdn.net/u013684730/article/details/76640321
- http://blog.csdn.net/linolzhang/article/details/59723792
- http://www.cnblogs.com/molakejin/p/5708883.html
- http://www.cnblogs.com/Imageshop/p/3281703.html
- http://qianjiye.de/2015/09/haze-removal-kaiming#outline_0
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