基于单幅图像去雾算法的改进与实现

【摘要】众所周知,图像是人类获取信息的主要来源,因此图像信息的准确度极其重要。在实际生活中,由于雾霾原因使我们获取的图像是退化的,该退化图像不仅降低了图像的应用价值,还会给现实的工作和生活带来许多负面影响,因此研究雾霾数字图像的去雾技术是有必要的。本文提出了一种基于单幅图像去雾的改进算法。该算法从图像退化的原因和机理出发,根据大气光线的传播规律求出退化图像的物理模型,然后反演图像退化的物理过程,基于线性拉伸原理,进而复原出接近原始的清晰图像,借助MATLAB实验平台实现了该算法,并将该算法与Fattal图像去雾算法的去雾结果进行了比较。实验证明该改进算法能在去雾的同时,消除色斑并使图像的颜色保持真实。本文的主要内容包括：(1)概述了图像去雾技术在国内外的研究现状以及图像去雾技术的相关理论。(2)根据大气散射原理推导了退化图像的物理模型,在常反射率图像情况下,利用此物理模型求解出图像去雾算法。在常反射率图像去雾算法基础上,推广到了多反射率图像去雾算法。(3)改进了Fattal图像去雾算法。针对该算法在图像的某一区域偏白时,经该算法处理后容易形成色斑,且有时图像会出现严重的色彩失真问题,提出了基于线性拉伸原理的改进算法。(4)借助MATLAB实验平台,分别实现了Fattal图像去雾算法和改进算法,并对二者的实验结果进行了对比分析,实验证明该改进算法在去雾的同时,能够消除色斑,并使图像的色彩保真。(5)最后对图像去雾的未来工作进行了展望,为图像去雾技术的进一步研究和发展提供参考。
【作者】张柳；
【导师】姚远；
【作者基本信息】华中师范大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】图像去雾；退化图像；线性拉伸；MATLAB；

【参考文献】
[1]张宗盛.H公司生产安排优化研究[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[2]倪娜.整浇装配式预应力桥墩抗震性能有限元分析[D].武汉理工大学,结构工程,2013,硕士.
[3]金明亮,尹项根,胡婷,邵德军,游大海.采用加强制动的新型发电机差动保护[J].电力系统自动化,2009,11:62-66.
[4]贺之渊,汤广福,邓占锋,郑健超.TSC高压晶闸管阀过电流失效机理[J].电力系统自动化,2007,13:23-28.
[5]任子薇.高新技术企业资产专用性对资本结构的影响研究[D].河北经贸大学,会计学,2013,硕士.
[6]薄金光.上海城市粮食外部供应研究（1958-1961）[D].华东师范大学,中共党史,2013,硕士.
[7]冯堃.嵌入式环境下三线性分解算法优化技术研究[D].湖南大学,计算机科学与技术,2012,硕士.
[8]钱苏蕾.动漫艺术的审美价值研究[D].广西师范大学,美学,2013,硕士.
[9]舒玄.数字电视便携设备的数据加密传输系统[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[10]冯延鹏.燃煤锅炉回转式空预器出口烟道与受热面数值模拟试验研究[D].西安建筑科技大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[11]刘浩.Ca、Sb对AZ91镁合金组织及性能的影响[D].重庆大学,材料科学与工程,2014,硕士.
[12]杨明,孙志挥.快速关联规则挖掘与更新算法[J].计算机科学,2002,08:88-90.
[13]张连彬.中学地理科学观念教育的研究与实践[D].东北师范大学,学科教学,2003,硕士.
[14]邹建超.卡尔·尼尔森三部交响曲结构分析与研究[D].广西艺术学院,音乐学,2014,硕士.
[15]涂小兰.中学化学研究性学习的探索[D].江西师范大学,教育,2003,硕士.
[16]谢艳红.自控系统中的重要环节—调节阀选择、安装中需注意的几个问题[J].冶金自动化,2003,S1:318-320.
[17]丁健.乡镇政府执行力研究[D].西北农林科技大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[18]张玲玉.我国生物医药产业自主创新能力研究[D].华中科技大学,产业经济学,2012,硕士.
[19]贺正楚.企业危机管理：组织与组织管理的视角[D].中南大学,2004.
[20]杨颖婷.灯盏花素对糖尿病大鼠心肌保护作用的实验研究[D].辽宁医学院,内科学,2012,硕士.
[21]陈韶宇.电网频率及电压变化下双馈风力发电机暂态特性及实验研究[D].沈阳工业大学,电机与电器,2013,硕士.
[22]马宏.切斯特曼翻译伦理模式下《西厢记》英译比较研究[D].广东财经大学,英语语言文学,2014,硕士.
[23]魏雅芬,方杰,赵学勇,李胜功.科尔沁沙地樟子松人工林不同年龄针叶生理生态性状[J].植物生态学报,2011,12:1271-1280.
[24]岳永丰.薄壁弹丸在膛内的动力分析[D].南京理工大学,兵器工程,2013,硕士.
[25]徐萌.税收政策对农业产业化进程的影响[D].西北农林科技大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[26]周圣圣.树突状细胞联合细胞因子诱导的杀伤细胞治疗恶性肿瘤的临床观察[D].广西医科大学,肿瘤学（专业学位）,2013,硕士.
[27]马文龙,朱李楠,王万良.云制造环境下基于QoS感知的云服务选择模型[J].计算机集成制造系统,2014,05:1246-1254.
[28]李瑶,徐晓苏,陈臣.一种光纤陀螺漂移数据建模和滤波技术在捷联罗经法自对准中的应用[J].控制与决策.
[29]吴迪.树莓籽原花青素的降解及抗氧化研究[D].沈阳农业大学,农产品加工及贮藏工程,2014,硕士.
[30]陈昕鹏.基于SAN的共享存储系统的研究与实现[D].复旦大学,计算机技术,2012,硕士.
[31]徐桂容.舌下含服粉尘螨滴剂治疗变应性鼻炎的疗效[D].苏州大学,耳鼻咽喉头颈外科,2013,硕士.
[32]陈琦.社会主义市场经济与法治建设研究[D].中央民族大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2004,硕士.
[33]秦卫永.水乡城镇景观结构机理分析和空间设计研究[D].浙江大学,市政工程,2004,硕士.
[34]黄敏敏.硅光电探测器特性分析与实验研究[D].扬州大学,机械制造及其自动化,2011,硕士.
[35]乔政.模辊超精密加工机床动态特性研究及其控制系统设计[D].哈尔滨工业大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[36]张晓坤.注意和情绪对痛觉的影响[D].曲阜师范大学,基础心理学,2013,硕士.
[37]李远香.LTE-A异构网络中基于ABS配置和载波聚合的干扰协调方案研究[D].西南交通大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[38]张国山.基于动态补偿的广义系统的正则化与极点配置[J].控制与决策,2006,01:51-55.
[39]江淮.B2C零售网站百货化竞争策略研究[D].华东师范大学,金融学,2013,硕士.
[40]曾一锋.支持智能ERP系统的MAS结构若干问题研究[D].厦门大学,2002.
[41]张学昌.中国赴美采购团甘当中美贸易逆差的“替罪羊”——论影响美国贸易政策的政治因素[D].对外经济贸易大学,国际贸易学,2004,硕士.
[42]李恒周.水平轴风力机典型构件的动力学建模及振动特性分析[D].兰州理工大学,工程力学,2013,硕士.
[43]关迎.真理作为生命之价值[D].中共中央党校,外国哲学,2013,硕士.
[44]张宁.《餐桌礼仪》英译汉的反思性研究报告[D].东北师范大学,翻译,2012,硕士.
[45]李善建,冯拉俊.功能离子液体杂化固相纳米材料的制备及催化应用[J].化学进展,2014,10:1633-1644.
[46]韩丽晓.YHem1基因转化香蕉提高其抗冷性的研究[D].南京农业大学,果树学,2013,硕士.
[47]胡芬.健康青年人脂肪餐后血脂及血小板参数变化的研究[D].南昌大学,临床检验诊断学（专业学位）,2014,硕士.
[48]王智灵,陈宗海,徐萧萧,吴亮.基于蛙眼视觉特性的运动目标模糊化区域理解跟踪方法[J].自动化学报,2009,08:1048-1054.
[49]张露.A公司发展战略研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[50]魏恩平.考虑时滞和输入饱和的船舶航向自动舵设计[D].大连海事大学,交通运输工程,2013,硕士.