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基于大气光鲁棒估计的无人机图像去雾方法

刘春辉 齐越 丁文锐

刘春辉, 齐越, 丁文锐等 . 基于大气光鲁棒估计的无人机图像去雾方法[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(6): 1105-1111. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0473
引用本文: 刘春辉, 齐越, 丁文锐等 . 基于大气光鲁棒估计的无人机图像去雾方法[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(6): 1105-1111. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0473
LIU Chunhui, QI Yue, DING Wenruiet al. A haze removal method for unmanned aerial vehicle images based on robust estimation of atmospheric light[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(6): 1105-1111. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0473(in Chinese)
Citation: LIU Chunhui, QI Yue, DING Wenruiet al. A haze removal method for unmanned aerial vehicle images based on robust estimation of atmospheric light[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(6): 1105-1111. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0473(in Chinese)

基于大气光鲁棒估计的无人机图像去雾方法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0473
基金项目: 

国家自然科学基金 61521091

国家自然科学基金 61272348

国家自然科学基金 61572054

详细信息
    作者简介:

    刘春辉, 男, 博士研究生, 工程师。主要研究方向:数据链、自适应信号处理和图像处理

    丁文锐, 女, 博士, 研究员, 博士生导师。主要研究方向:数据链、计算机视觉和人工智能

    通讯作者:

    丁文锐, E-mail:ding@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: TN911.73

A haze removal method for unmanned aerial vehicle images based on robust estimation of atmospheric light

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 61521091

National Natural Science Foundation of China 61272348

National Natural Science Foundation of China 61572054

More Information
  • 摘要:

    针对无人机(UAV)获取的图像易受雾、霾等天气影响导致图像质量降低的问题,本文提出一种基于大气光鲁棒估计的无人机图像去雾方法。首先,选取具有不同表面反照率的像素块,得到各个图像块的像素直线,利用各条像素直线与大气光共面的性质,估计得到大气光的方向;然后,利用无人机对地成像时图像各像素点的景深相似的特点,定义了图像的全局透射率,通过全局透射率和各像素直线在大气光方向上的投影计算得到大气光幅度;最后,通过对雾天图像模型进行变换得到无雾图像。为使本文方法适用于不同类型的图像,采用了自动调整图像块尺寸和条件阈值等措施来提高方法的鲁棒性。通过真实无人机图像的去雾实验证明,相比现有的图像去雾方法,本文方法在去雾的视觉效果和客观评价指标上都有较大的提升。

     

  • 图 1  户外图像示例

    Figure 1.  Sample outdoor image

    图 2  图像块中的像素直线

    Figure 2.  Pixel lines in image patches

    图 3  各条像素直线及其交点

    Figure 3.  Pixel lines and their intersection

    图 4  本文方法的基本流程

    Figure 4.  Basic flow of proposed method

    图 5  实验图像源

    Figure 5.  Experimental images

    图 6  图 5(a)采用不同方法去雾效果对比结果

    Figure 6.  Comparative results of Fig. 5(a) by dehazing with different methods

    图 7  图 5(b)采用不同方法去雾效果对比结果

    Figure 7.  Comparative results of Fig. 5(b) by dehazing with different methods

    图 8  图 5(c)采用不同方法去雾效果对比结果

    Figure 8.  Comparative results of Fig. 5(c) by dehazing with different methods

    表  1  大气光向量估计结果

    Table  1.   Estimation results of atmospheric light vector

    t0 图 5(a) 图 5(b) 图 5(c)
    方向 幅度 方向 幅度 方向 幅度
    0.01 319.33 412.51 390.89
    0.005 (0.081 5, 0.558, 0.523 5) 319.67 (0.618 9, 0.604 4, 0.502 4) 412.69 (0.653 8, 0.589 7, 0.474 4) 391.15
    0.001 319.91 413.16 391.24
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    表  2  几种方法的量化结果

    Table  2.   Quantitative results of several methods

    图像源 文献[9]方法 文献[8]方法 文献[10]方法 本文方法
    e r H e r H e r H e r H
    图 5(a) 0.02 1.28 0.123 1 0.04 1.33 0.0978 0.05 1.34 0.145 0.06 1.48 0.113 1
    图 5(b) 0.03 1.45 0.081 2 0.03 1.55 0.086 0.06 1.73 0.052 0.08 2.12 0.043 3
    图 5(c) 0.06 1.86 0.084 2 0.07 1.56 0.077 0.06 2.04 0.034 2 0.08 2.72 0.025 6
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-02
  • 录用日期:  2016-06-20
  • 网络出版日期:  2017-06-20

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