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1、 铜陵学院毕业设计学号： 毕 业 论 文 课 题 雾天图像增强算法研究 学生姓名 _ _ _ 系 别 _ 电气工程系_ 专业班级 _ 09通信（1）班_ _ 指导教师_ _ 二0 一 三 年 六 月 -1-目 录摘 要IIIAbstractIV第一章 绪论1第二章 雾天图像增强概述12.1 图像增强技术12.2 图像增强技术分类12.3 图像增强所包含的内容12.4 图像增强的方法12.5 图像增强技术发展状况22.5.1 图像增强技术国外发展状况22.5.2 图像增强技术国内发展状况3第三章 雾天图像增强算法13.1介绍13.2 能见度恢复算法23.2.1白平衡23.2.2大气耗散函数的推导
2、33.2.3保角平滑43.2.4图像能见度恢复53.2.5适应对比度放大的平滑63.2.6专用色调映射63.3比较结果分析及对比73.3.1复杂性73.3.2 定性比较73.4 定量评价83.5应用83.6 结论9第四章图像增强前景展望10参考文献11致谢12I插图附表图3-1 3图3-23图3-34图3-45图3-55图3-66图3-77图3-87图3-981雾天图像增强算法研究摘 要由于大气的散射作用,雾天的大气退化图像具有对比度低、景物不清晰的特点,给交通系统及户外视觉系统的应用带来严重的影响。因此,雾天低对比度图像的清晰化研究有着重要的意义。近年来，随着电子计算机技术的进步，计算机图像
3、处理得到了飞跃的发展，己经成功的应用于几乎所有与成像有关的领域，并正发挥着相当重要的作用。它利用计算机对数字图像进行系列操作，从而获得某种预期的结果。图像的清晰化方法具体可分为图像增强和图像恢复两种,本文主要针对图像增强的方法进行研究。本文的研究工作可以为雾天图像清晰化处理的进一步研究打下良好的基础。 对图像进行处理时，经常运用图像增强技术以改善图像的质量增强对某种信息的辨识能力，以更好的应用于现代各种科技领域，图像增强技术的快速发展同它的广泛应用是分不开的，发展的动力来自稳定涌现的新的应用，我们可以预料，在未来社会中图像增强技术将会发挥更为重要的作用。在图像处理过程中，图像增强是十分重要的一
4、个环节。本文简要介绍图像增强的概念和图像增强算法的分类，从一个单一的颜色或灰度级图像的快速能见度恢复，并说明了图像增强技术的应用和前景展望。关键词：雾天图像；图像增强；灰度变换；能见度恢复；灰度级图像；图像圆滑IIIFog image enhancement algorithmAbstractBecause of atmospheric scattering, has the characteristics of low contrast, the scenery is not clear the degraded image fog atmospheric, brings the serio
5、us influence to the application of traffic system and outdoor vision system. Therefore, there is important significance in fog low contrast image clearness of. In recent years, with the advances of computer technology, computer image processing has been rapid development, has been successfully appli
6、ed to almost all domains related to the formation of image, and is playing a very important role. It is the use of computer for a series of operation on the digital image, so as to obtain some expected results. The image clearness methods can be divided into specific image enhancement and image rest
7、oration in two, this paper mainly researches the method of image enhancement. The research work of this paper can be a good foundation for the further study of fog image clearness and lay. Image processing, often using image enhancement technology to improve the quality of the images to enhance the
8、ability of identification of certain information, in order to better applied in the field of modern science and technology, image enhancement technology is widely used with its rapid development is inseparable from the stable, the motive force of the development of emerging new applications, we can
9、expected in the future society, the image enhancement technology will play a more important role. In the process of image processing, image enhancement is an important aspect of. This paper briefly introduces the concept and image enhancement algorithm to enhance the classification, processing metho
10、d from the image histogram equalization, histogram normalization processing method and image smoothing method three aspects of image enhancement algorithms are discussed and studied, and the application and prospects of the image enhancement technology.Keyword：Image contrast; Image enhancement; Gray
11、-scale transformation; Visibility restoration; Grayscale images; The image smooth 1第一章 绪论在有雾存在的情况下，人们的视线是被雾气所模糊了，从而使得景物的能见度大大降低，给人们的日常生活带来了一定的影响。雾天对交通的影响是尤为严重的，很多事故的发生，往往是在大雾天气。存在大雾天气时，许多航班或者高速公路因此被迫取消或者被迫封锁，从而造成交通系统的瘫痪，由此带来了一定的经济损失。随着计算机视觉与图像处理技术的发展，一些户外导航系统的研究与应用也在飞速增长。在雾天或者雨天，户外的景物图像的对比度和颜色都会被退化，
12、图像的本身的一些特征也都会被覆盖起来，从而变的模糊。因此，雾天图像增强算法的研究是尤为重要的。众所周知，雾一般是出现在秋冬的早晨，可是这是为什么呢，那是因为大气中有悬浮的水汽，它凝结而造成可见性降低。大气、水分子和空气中的尘粒在一起,与水分子之间相互结合，就会形成较大的小水滴悬浮在大气中的半径较大的小水滴对可见光的散射作用很明显，是随距离的增加其散射效应将成指数增长，所以才造成了雾天可见性降低的，所有的景物都被灰霾所遮住，而难以辨别。寻找图像清晰化处理的有效途径，在一定程度上减少大气状况多人们生活造成的影响。- 19 -第二章 雾天图像增强概述2.1 图像增强技术图像增强是数字图像处理的基本内
13、容之一。图像增强是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时，削弱或去除某些不需要的信息。这类处理是为了某种应用目的去改善图像质量，处理的结果更适合于人的视觉特性或机器识别系统，图像增强处理并不能增加原始图像的信息，而只能增强对某种信息的辨识能力，使处理后的图像对某些特定的应用比原来的图像更加有效。2.2 图像增强技术分类图像增强可分成两大类：频率域法和空间域法。前者把图像看成一种二维信号，对其进行基于二维傅里叶变换的信号增强。采用低通滤波（即只让低频信号通过）法，可去掉图中的噪声；采用高通滤波法，则可增强边缘等高频信号，使模糊的图片变得清晰。具有代表性的空间域算法有局部求平均值法和中值滤波
14、（取局部邻域中的中间像素值）法等，它们可用于去除或减弱噪声。2.3 图像增强所包含的内容2.4 图像增强的方法图像增强的方法是通过一定手段对原图像附加一些信息或变换数据，有选择地突出图像中感兴趣的特征或者抑制(掩盖)图像中某些不需要的特征，使图像与视觉响应特性相匹配。在图像增强过程中，不分析图像降质的原因，处理后的图像不一定逼近原始图像。图像增强技术根据增强处理过程所在的空间不同，可分为基于空域的算法和基于频域的算法两大类。基于空域的算法处理时直接对图像灰度级做运算基于频域的算法是在图像的某种变换域内对图像的变换系数值进行某种修正，是一种间接增强的算法。基于空域的算法分为点运算算法和邻域去噪算
15、法。点运算算法即灰度级校正、灰度变换和直方图修正等，目的或使图像成像均匀，或扩大图像动态范围，扩展对比度。邻域增强算法分为图像平滑和锐化两种。平滑一般用于消除图像噪声，但是也容易引起边缘的模糊。常用算法有均值滤波、中值滤波。锐化的目的在于突出物体的边缘轮廓，便于目标识别。常用算法有梯度法、算子、高通滤波、掩模匹配法、统计差值法等。图像增强的几个方面及方法：1.对比度变换:线性变换、非线性变换2.空间滤波：图像卷积运算、平滑、锐化3.彩色变换：单波段彩色变换、多波段彩色运算、HIS4.多光谱变换：K-L变换、K-T变换5.图像运算：插值运算、比值运算、分形算法2.5 图像增强技术发展状况2.5.1 图像增强技术国外发展状况20世纪20年代图片第一次通过海底电缆从伦
