基于生物视觉机理的图像去雾方法

摘要

本发明公开了一种基于生物视觉机理的图像去雾方法，本发明的方法通过非经典感受野单拮抗模型，利用不同敏感系数下外周的抑制作用和亚区的去抑制作用的相互作用，将有雾图像的弥漫光照去除，增强原始图像色彩对比度，实现有雾图像的自动增强，本发明提供了一种符合生理特性的方法，在保持细节特征的同时，准确、高效地实现了单幅有雾彩色图像的颜色去雾增强。

主权项

一种基于生物视觉机理的图像去雾方法，包括以下步骤：步骤1：设定感受野大小及确定相应的模型参数；步骤2：对色偏图像每一个像素点分别提取红色分量I_R、绿色分量I_G、蓝色分量I_B，计算出平均亮度分量I：I＝(I_R+I_G+I_B)/3；步骤3：设定去雾深度th和兴奋抑制比K；步骤4：将红、绿、蓝三通道像素值均值最小者与去雾深度比较，若该值小于去雾深度，即min(mean(I_R),mean(I_G),mean(I_B)))<th，图像无需进行去雾，处理完成；大于等于去雾深度则执行步骤5；步骤5：根据兴奋抑制比计算出红通道非经典感受野外周敏感系数A_R2，亚区敏感系数A_R3，绿通道非经典感受野外周敏感系数A_G2，亚区敏感系数A_G3，蓝通道非经典感受野外周敏感系数A_B2，亚区敏感系数A_B3，A_R2＝K3   A_R3＝A_R23A_G2＝K3   A_G3＝A_G23A_B2＝K3   A_B3＝A_B23步骤7：根据公式$R_{R3}(x,y;{\sigma }_u)=\mathrm{MAX}[0,I(x,y)-A_{R3}\times I(p,q)\otimes g\left(\right|p-x|,|q-y|;{\sigma }_u)]$$R_{G3}(x,y;{\sigma }_u)=\mathrm{MAX}[0,I(x,y)-A_{G3}\times I(p,q)\otimes g\left(\right|p-x|,|q-y|;{\sigma }_u)]$$R_{B3}(x,y;{\sigma }_u)=\mathrm{MAX}[0,I(x,y)-A_{B3}\times I(p,q)\otimes g\left(\right|p-x|,|q-y|;{\sigma }_u)]$计算出红通道亚区去抑制后响应R_R3(x,y；σ_u)，绿通道亚区去抑制后响应R_G3(x,y；σ_u)，蓝通道亚区去抑制后响应R_B3(x,y；σ_u)，其中，表示卷积，I(x,y)表示中心点亮度，I(p,q)表示亚区内除中心外的点的亮度，(p,q)为落在亚区内除中心外的点，MAX表示取两者中较大值；步骤8：根据公式$R_{R2}(x,y;{\sigma }_s)=A_{R2}\times R_{R3}(p,q;{\sigma }_u)\otimes g\left(\right|p-x|,|q-y|;{\sigma }_s)]$$R_{G2}(x,y;{\sigma }_s)=A_{G2}\times R_{G3}(p,q;{\sigma }_u)\otimes g\left(\right|p-x|,|q-y|;{\sigma }_s)]$$R_{B2}(x,y;{\sigma }_s)=A_{B2}\times R_{B3}(p,q;{\sigma }_u)\otimes g\left(\right|p-x|,|q-y|;{\sigma }_s)]$计算出红通道外周抑制R_R2(x,y；σ_s)，绿通道外周抑制R_G2(x,y；σ_s)，蓝通道外周抑制R_B2(x,y；σ_s)，其中，(p,q)为落在外周内的点；步骤9：根据公式$R_{R1}(x,y;{\sigma }_c)=\mathrm{MAX}[0,I_R(p,q)\otimes g\left(\right|p-x|,|q-y|;{\sigma }_c)-R_{R2}(x,y;{\sigma }_s)]$$R_{G1}(x,y;{\sigma }_c)=\mathrm{MAX}[0,I_G(p,q)\otimes g\left(\right|p-x|,|q-y|;{\sigma }_c)-R_{G2}(x,y;{\sigma }_s)]$$R_{B1}(x,y;{\sigma }_c)=\mathrm{MAX}[0,I_B(p,q)\otimes g\left(\right|p-x|,|q-y|;{\sigma }_c)-R_{B2}(x,y;{\sigma }_s)]$计算出红通道中心区抑制后响应R_R1(x,y；σ_c)，绿通道中心区抑制后响应R_G1(x,y；σ_c)，蓝通道中心区抑制后响应R_B1(x,y；σ_c)，其中，(p,q)为落在中心区Center内的点，取R_R1(x,y；σ_c)、R_G1(x,y；σ_c)、R_B1(x,y；σ_c)作为像素点(x,y)新的红、绿、蓝分量；步骤10：在红、绿、蓝通道上分别计算，以红通道输出为红色分量I_R，绿通道输出为绿色分量I_G，蓝通道输出为蓝色分量I_B合成彩色图像，若满足步骤4的条件，则去雾停止，否则，兴奋抑制比K加1，返回步骤5。