基于MATLAB的图像除雾算法

1雾霾天气图像清晰化处理算法及步骤简要说明目录雾霾天气图像清晰化处理.................................................................................................1项目图解.............................................................................................................................2流程图...................................................................................................................2灰度图像除雾.....................................................................................................................3处理思想........................................................................................................3直方图均衡化................................................................................................3相关函数adapthisteq...................................................................................3彩色图像初步增强.............................................................................................................4分通道线性增强...................................................................................................4基础知识........................................................................................................4基本设想........................................................................................................4核心算法........................................................................................................4彩色图像调节.......................................................................................................5细化处理........................................................................................................5函数imadjust................................................................................................5彩色图像除雾.....................................................................................................................5切入口...................................................................................................................5引言................................................................................................................5暗通道先验理论...................................................................................................5雾图形成模型................................................................................................5暗通道先验原理............................................................................................6MATLAB编程实现................................................................................................7暗通道初始化................................................................................................7计算大气光值................................................................................................8获取透射率图................................................................................................8主脚本文件编写思想....................................................................................8总结.....................................................................................................................................9程序附录.............................................................................................................................92项目图解流程图开始分通道读入雾霾图像是否是RGB图像否对比度增强是分通道直方图增强对比度细节调整暗通道初始化计算大气光值计算透射率综合所得参数图像除雾图像显示并输出结束3灰度图像除雾处理思想本文着力于对RGB真彩色的图像的除雾处理，但是在处理过程中可能会遇到需要进行处理的灰度图像，不过由于在下文中对RGB图像的处理，几乎已经包含了所有可用于处理灰度图像的方法和技巧，所以不打算在对灰度图像除雾处理方面下太多功夫，在这里仅对其进行初步的对比度增强和细节优化处理，当然，这已经在很大程度上去除了雾霾对图像的影响。直方图均衡化我们知道清晰柔和的图像直方图灰度分布是比较均匀的。因此可以对图像进行直方图均衡化处理，使其灰度分布均匀，间距加大，增大反差从而使图像细节变得更为清晰。相关函数adapthisteqMATLAB为我们提供一个与此相关函数adapthisteq——有限对比度自适应直方图均衡化。其最简单用法为：J=adapthisteq(I);%其中I为灰度图像矩阵MATLAB提供了如下帮助信息，在此不再对其展开讨论。J=adapthisteq(I)enhancesthecontrastofthegrayscaleimageIbytransformingthevaluesusingcontrast-limitedadaptivehistogramequalization(CLAHE).CLAHEoperatesonsmallregionsintheimage,calledtiles,ratherthantheentireimage.Eachtile'scontrastisenhanced,sothatthehistogramoftheoutputregionapproximatelymatchesthehistogramspecifiedbythe'Distribution'parameter.Theneighboringtilesarethencombinedusingbilinearinterpolationtoeliminateartificiallyinducedboundaries.Thecontrast,especiallyinhomogeneousareas,canbelimitedtoavoidamplifyinganynoisethatmightbepresentintheimage.在程序中，经过调试，该函数的使用如下：I=adapthisteq(i_yuantu,'ClipLimit',0.003);%灰度图像增强i_yuantu为原始灰度图像。4彩色图像初步增强分通道线性增强基础知识RGB彩色空间常常用RGB彩色立方体加以显示，如下图所示。这个立方体的顶点是光的原色(红、绿、蓝)和二次色(青色、紫红色、黄色)。基本设想大部分雾天拍摄的图像都比较暗，根据不同图像实际情况，考虑先将其某些通道的每一个像素进行分段线性变换，初步改善图像的视觉效果。比如图像的真实环境偏青色，可考虑适度拉伸蓝通道和绿通道。之后将个通道重新整合，得到初步处理后的RGB图像。核心算法设原图灰度为(,)fxy，现将其进行分段线性运算处理，试图找到合适的转折点，将大部分有意义的像素进行拉伸增强处理，使后续除雾处理效果更加显著，分段线性变换后得到图像灰度的值设为(,)gxy。程序见：xianzq.m0f(x,y)g(x,y)abcdMfMg[(,)](,)(,)[(,)](,)(,)0(,)MdgfxybdbfxyMfMbfdcgxyfxyacafxybbacfxyfxyaa红绿蓝黄色紫红色青色黑白灰度级5彩色图像调节细化处理对图像进过分通道线性增强处理后，图像暗部或亮部很有可能会令人失望地出现过暗或过曝现象，一定程度上使图像丧失部分真实感，处理痕迹明显。考虑用imadjust函数进一步对图像进行细化处理，使图像看起来更自然更贴近人们对自然环境的直接感受。函数imadjustMATLAB提供函数imadjust专门对用来调节灰度图像的亮度或彩色图像的颜色矩阵。设I为RGB真彩色图像矩阵，语句J=imadjust(I,[low_in,high_in],[low_out,high_out]);可以将图像中间的一部分像素映射到一个新的范围，只要细心调试，找到合适的参数，