【文章內容簡介】 uvuD 表示點 ? ?vu, 到濾波中心 ? ?vu 00, 的距離。 ? ?vuH , H? L? ? ?vuD, 圖 同態(tài)濾波處理示意圖 利用 ? ?vuH , 對（ 6）式進行濾波 ,可得 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?vuRvuHvuIvuHvuZvuHvuS ,, ?????? （ 6） ⑤ 最后對濾波結果進行傅立葉反變換和 ⑥ 指數(shù)運算，得到同態(tài)濾波后的輸出結果 ⑦ ． 17 ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ?????? ??? ?????vuRvuHFyxrvuIvuHFyxi,,11 （ 7） ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ????????????yxryxiyxgyxryxryxiyxi,e x p,e x p,0000 （ 8） 18 4 實驗結果 灰度版 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 19 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 20 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 彩色版 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 21 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 22 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 實驗結果分析與評價 在進行 Matlab 操作達到圖片去霧效果時，采用了兩種辦法，分別為灰度方法和彩色方法。第一種灰度方法的圖像去霧，將彩色圖片轉化為 23 灰度圖片進行處理，即原始圖片輸入的是彩色的，經(jīng) Matlab 處理后呈現(xiàn)的原始圖片和去霧以后的圖均為黑白顏色。第二種彩色圖像去霧是針對彩色圖片的去霧處理，即輸入的原始圖片和輸出的原始圖片及去霧以后的圖片成像都是彩色圖像。 從處理效果圖的清晰度上看，這兩版去霧算法達到了圖像去霧的目的?；疑婧诎最伾町惛臃置?，故而比原始圖像清晰。彩色版顏色分辨度也 增強，一些細節(jié)被細化，圖片比原始圖像清晰，去霧效果也比灰度去霧方法更清晰。 在對這些圖片進行 Matlab 操作過程中，有時運行結果差強人意。在處理灰色版本時，同態(tài)濾波處理原色就很深的圖片，處理后的圖像顏色更暗，如圖（ a1－ 1）（ a1－ 2）所示，細節(jié)銳化的不明顯，沒能達到較好的去霧處理效果。為找到最優(yōu)配比度，進行了修改相關系數(shù)操作，但改進過后的算法的深色圖像去霧效果，依舊無太大改善。 在處理彩色版本時，做了許多調研、學習準備。在搞懂程序語言的同時，百度相關經(jīng)驗與方法?？偨Y失敗原因是：沒有真正弄明 白怎樣同時對三個色彩維度進行定義，總在灰度圖片上打轉。例如在原灰色版的基礎上，在圖片進行輸出前，加入一段經(jīng)灰色圖片變成彩色的代碼，結果只能出一張彩色原圖。我又嘗試定義三個色彩區(qū)間，在圖片錄入代碼定義 fR＝ rgb（：，：， 1）； fG＝ rgb（：，：， 2）； fB＝ rgb（：，：， 3） ，結果出來兩張灰色圖像。最后學會運用正確彩色圖像定義，輸入正確的代碼，才實現(xiàn)了彩色圖像的去霧處理。 24 5 評價與改進 為對比去霧效果，將對五幅有霧圖片進行直方圖去霧操作以及暗通道去霧操作，并對比去霧效果并評價算法。 直方圖 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 25 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 圖 （ a） 霧前 圖 （ b） 霧后 26 比較結論：直方圖去霧使得色彩失真，冷色系的顏色突變?yōu)榕殿伾?，細?jié)銳化程度總體不如同態(tài)濾波明顯。 在圖像原貌保持方面，同態(tài)濾波去霧方法，更好地保持圖像原貌，而 直方圖去霧 方法使得圖像顏色改變很大。在細節(jié)處理方面，同態(tài)濾波方法 細節(jié)銳化程度 比在原圖光照明亮的地方所加強的細節(jié)比暗通道明顯。相反， 直方圖去霧 方法在原圖光照較暗的 地方所加前的細節(jié)比同態(tài)濾波明顯。 暗通道 圖 霧后 27 圖 霧后 圖 霧后 28 圖 霧后 圖 霧后 29 比較結論：暗通道去霧效果良好。色彩基本保留，細節(jié)銳化明顯。經(jīng)暗通道處理的圖像，顏色會比原圖顏色加深。在圖像原貌保持方面，同態(tài)濾波去霧方法，更好地保持圖像原貌，但暗通道去霧方法使得圖像看起來顏色更加突出。在細節(jié)處理方面，同態(tài)濾波方法在原圖光照明亮的地方所加強的細節(jié)比暗通道明顯 。相反，暗通道方法在原圖光照較暗的地方所加前的細節(jié)比同態(tài)濾波明顯。 改進 紅外處理 紅外成像的目標和背景的紅外輻射需經(jīng)過大氣傳輸、光學成像、光電轉換和電子處理等過程，才被轉換成為紅外圖像。所以從紅外圖像的產(chǎn)生過程分析，紅外圖像主要有以下特點： 1）空間相關性強，對比度低； 2）表征對象的溫度分布，是灰度圖像，分辨率較低，圖像比較模糊； 3）噪聲干擾較大，噪聲比較復雜，信噪比低； 4）存在器件性的非均勻性等。 我們可以看出紅外圖像存在很多缺陷，對人眼來說其最顯著的特點就是對比度很 低，圖像很模糊。紅外圖像存在的散粒噪聲，隨機噪聲等，并且它們大部分是圖像中的高頻信息，而同態(tài)濾波正是處理銳化高頻的一種好方法，能有效加強細節(jié)。 紅外與同態(tài)濾波結合優(yōu)化 本文提出了一種基于同態(tài)濾波的紅外圖像增強新方法。先對原紅外圖像自適應中值濾波，既保留了原有圖像細節(jié)，又去除噪聲。利用了同 30 態(tài)濾波的優(yōu)勢，增強了紅外圖像細節(jié)特征。采用限制對比度自適應直方圖均衡方法，進一步調整圖像的灰度動態(tài)范圍。此方案解決了同態(tài)濾波所存在的缺陷，最終提高了圖像的分辨率和對比度，并通過仿 真驗證得到非常好的增強效果 。 實驗結果圖 圖 （ a） 原圖 圖 （ b） 紅外 圖 （ b） 同態(tài)濾波 圖 （ a） 原圖 圖 （ b） 紅外 圖 （ b） 同態(tài)濾波 圖 （ a） 原圖 圖 （ b） 紅外 圖 （ b） 同態(tài)濾波 31 結論 表 去霧方法對比分析 類別 子類 去霧方法 優(yōu)點 缺點 基于圖像 處理的霧天圖像増強方法 全局化增強 全局直方圖均衡化 ⑴ 算法簡單 ⑵ 對單景深圖像的復原效果好 難反映景深多變的圖像中局部景深的變化 同態(tài)濾波 ⑴ 能去掉由光照不均所產(chǎn)生的黑斑暗影 ⑵ 能較好地保持圖像的原始而貌 需耍兩次傅立葉變換，占用較大運算空間 暗通道 能較好地增強圖像的細節(jié) 光亮的地方細節(jié)處理效果一般 表 是主要去霧方法的優(yōu)缺點比較。這些方法盡管在解決問題的思路上存在著根本的區(qū)別 ,但是由于各種方法各有優(yōu)缺點 ,所以在實際應用中 ,根據(jù)需要多采用“累試法”進行處理。即對于一幅有霧圖像 ,根據(jù)研究人員的判定來處理 ,如果采用增強方法改善灰度對比度的效果好 ,就釆用增強方法 。若采用圖像復原方法可行 ,就依據(jù)退化模型進行復原處理。為了直觀地考察各種算法的清晰化效果 ,我們對上述幾種典型的基于圖像處理的增強方法和最新提出的基于物理模型的圖像復原方法進行了實 驗仿真 ,圖 13 即為各算法的清晰化效果示例。 32 圖 原圖 圖 同態(tài)濾波 圖 直方圖 圖 暗通道 圖 紅外 圖 紅外 +同態(tài)濾波 觀察圖片，可知這個去霧算法的效果優(yōu)劣。圖 的去霧效果最好，它既應用了紅外技術，提高高頻，又應用同態(tài)濾波，在保持圖像原貌的同時，使得圖像的細節(jié)處理更加細膩。 若要使圖片達到更好的清晰度，需結合多種算法 ，疊加運行。 33 致謝 時光飛逝，大學里的最后一個學期很快過去了，經(jīng)歷了畢業(yè)設計的整個過程讓我感覺到自己在這個過程中過得很充實、很愉快。 本文是在北方工業(yè)大學理學院的郭芬紅老師的悉心指導和幫助下完成的。從選題到尋找相關資料、到開題答辯、中期檢查、到過程中的編程實現(xiàn)，再到最后的論文定稿以及答辯，郭老師一直都是很耐心、竭盡所能的幫助我們。從前期資料查詢準備，到開題答辯書寫修改與答辯準備，到后來代碼運行，論文成文修改，郭老師一直拽著我們前進。 郭老師總是 很及時的將畢業(yè)設計相關的信息和通知第一時間的告知我們。在論文撰寫和程序設計方面，老師非常仔細，我們每個人的論文都是老師一字一句認真仔細的閱讀并幫助我們標注出不恰當?shù)牡胤?，指導我們做出修改，幫助我們精益求精。在這里真誠地感謝導師郭芬紅無私的付出。 朱喜玲學姐在同態(tài)濾波代碼修改中，擠出自己的時間來無私的幫助我改正代碼。對此，表以深深地感謝。 在這一個學期的學習過程中，也少不了同學之間的互相幫助，家人的支持和鼓勵，更少不了那些為了這個課題刻苦鉆研的工作者和學者們的付出，我們現(xiàn)在所做的學習和研究真的 是站在巨人的肩膀上，是這些人讓我們看得更高，走的更遠。 謹以此在本篇論文完成之際，感謝身邊每一位的幫助過我的老師、家人、同學和朋友，致謝！ 34 參考文獻 [1]陳春寧 ， 王延杰 .在頻域中利用同態(tài)濾波增強圖像對比度 [J].微計算機信息 ， 2020，23（ 2）： 265266． [2]武英 .利用同態(tài)濾波改善光照不足圖像 [J].南京曉莊學院學報 ， 2020（ 6）： 7071． [3]胡竇明 ， 趙海生 ， 李云川 ， 等 .一種基于同態(tài)濾波的紅外圖像增強新方法 [J].紅外技術 ， 2020， 34（ 4）： 224228． [4]禹晶 ， 徐東彬 ， 廖慶敏 .圖像去霧技術研究進展 [J].中國圖形學報 ， 2020， 16（ 9）：15611576． [5]范有臣 ， 李迎春 ， 韓意 ， 等 .波的同態(tài)濾波在圖像煙霧弱化中的應用 [J].中國圖象圖形學報 ， 2020， 17（ 5）： 635640． [6]馬龍 ， 張成義 .基于 Matlab 的同態(tài)濾波器的優(yōu)化設計 [J].應用光學 ， 2020， 31（ 4）：584588． [7]李云紅 ， 張龍 ， 廉繼紅 .紅外圖像增強方法的研究 [J ].西安工程大學學 報 ， 2020， 24( 4)： 517 520． [8]楊靖宇 ， 張永生 ， 鄒曉亮 ， 等 .利用暗原 色先驗知識實現(xiàn)航空影像快 速去霧 [J].武漢大學學報 ， 信息科學版， 2020， 35( 11)： 1292 1295． [9]史經(jīng)儉 ， 王盼攀 .改進后的同態(tài)濾波圖像處理技術中的應用 [ J].中國科 學 ， 2020， 7： 432 434． [10 嵇曉強 .圖像快速去霧與清晰度恢復技術研究 [D].長春：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 ， 2020． [11]郭璠 .圖像去霧方法和評價及其應用研究 [