降质视频图像清晰化处理及其应用研究

发布时间：2023-10-22 11:00

　　随着计算机视觉与数字图像技术的快速发展,人们对外界视觉信息的获取方式已不再局限于自身的感官系统,而是越来越依赖于户外成像系统获取的图像和视频信息。但是在雾天天气情况下,由于场景成像时受大气中悬浮粒子的散射影响较大,导致成像设备获取的图像和视频出现对比度下降和颜色衰减的情况,从而严重影响了成像系统对有用信息的获取。除此之外,雾天天气的出现也会对水上船舶导航与交通管理产生一定的负面影响。在此背景下,本文从图像复原的角度出发,提出一种基于视频图像前背景分离与帧间关系的视频去雾算法,实现了视频图像的实时去雾处理并达到了较好的去雾效果。首先,在实现对视频图像的去雾处理前,本文使用SVM支持向量机训练生成的线性分类器对视频图像是否有雾进行分类,可有效地判定当前输入的视频图像是否有雾,并根据分类结果对有雾视频进行下一步处理。其次,对于判断结果为有雾视频图像,本文提出了基于前背景分离及帧间关系的视频图像去雾算法对其进行去雾处理。该算法以单幅图像暗通道去雾算法为背景,首先对视频进行分帧处理,并使用背景差分法将视频帧的前景和背景图像分离。接着计算首帧背景图像的大气光值并设置固定阈值,根据前后帧图像大气光值...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 单幅图像去雾的国内外研究现状
        1.2.1 基于非物理模型的图像增强方法研究现状
        1.2.2 基于物理模型的图像复原方法研究现状
    1.3 视频序列去雾的国内外研究现状
    1.4 主要研究内容与成果
    1.5 论文组织结构
2 雾天图像退化机制及特征分析
    2.1 雾天天气形成原因
    2.2 大气散射模型
        2.2.1 入射光衰减模型
        2.2.2 大气光成像模型
        2.2.3 雾天成像模型
    2.3 雾天图像特征分析
        2.3.1 雾天图像的颜色衰减特性
        2.3.2 雾天图像的低能见度特性
        2.3.3 雾天图像的对比度衰减特性
    2.4 本章小结
3 基于SVM的雾图检测算法研究
    3.1 常用分类算法
        3.1.1 logistic回归与分类算法
        3.1.2 KNN分类算法
    3.2 SVM支持向量机的原理及实现
        3.2.1 拉格朗日乘子法和KKT条件
        3.2.2 SVM支持向量机最优决策面的求取
    3.3 视频图像特征值的提取及处理
        3.3.1 提取图像的对比度
        3.3.2 提取图像的信息熵
        3.3.3 提取图像的平均梯度
        3.3.4 图像特征的归一化处理
    3.4 实验仿真结果
    3.5 本章小节
4 图像与视频图像去雾方法研究
    4.1 简化大气散射模型
    4.2 改进的暗通道先验去雾算法
        4.2.1 暗通道先验原理
        4.2.2 估计大气光值
        4.2.3 粗估计透射率
        4.2.4 导向滤波优化透射率
        4.2.5 算法流程及效果对比
        4.2.6 图像去雾质量客观评价
    4.3 雾天视频去雾方法研究
        4.3.1 帧间差分法
        4.3.2 光流法
        4.3.3 背景差分法
        4.3.4 基于前背景分离及帧间关系的视频去雾算法
    4.4 视频帧去雾质量客观评价
    4.5 本章小节
5 视频去雾系统的设计与实现
    5.1 系统软硬件介绍
        5.1.1 系统硬件配置
        5.1.2 系统的软件选取
    5.2 系统设计
        5.2.1 系统界面的设计与实现
        5.2.2 视频去雾系统界面组成
        5.2.3 输入视频识别功能
        5.2.4 输入视频是否有雾分类功能
        5.2.5 视频播放与视频去雾功能
        5.2.6 去雾后视频存储功能
        5.2.7 视频去雾前后客观评价指标显示功能
    5.3 本章小节
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果



本文编号：3856384