基于改进梯度相似度核的交通图像去雾算法

来源：中国血液净化杂志2018年第6期北京时间：

作者：汪贵平, 宋京, 杜晶晶, 黄鹤, 王会峰

单位：1. 长安大学电子与控制工程学院, 陕西西安 710064;2. 长安大学陕西省道路交通智能检测与装备工程技术研究中心, 陕西西安 710064

摘要：雾霾天气下，交通图像采集设备获取的降质图像含有较多噪声，图像边缘不突出，整体偏暗且对比度不高，灰白不清。针对传统交通图像滤波和去雾算法存在着滤波效果和边缘保持能力不能兼顾，容易出现噪声斑块，导致去雾后图像质量较低的问题，在传统梯度双边滤波基础上，设计了一种新的梯度相似度核，提出了基于改进梯度相似度核的雾霾天气下交通图像去雾算法。新算法首先将采集的含雾图像转换到Lab颜色空间，提升色域宽度，再利用改进梯度相似度核和空间相似度核分别计算图像中每一像素点与滤波框内临近像素点的梯度相似度和空间相似度权值，根据权值对图像进行滤波处理，然后将其转换到RGB颜色空间。最后根据大气光散射模型和暗通道先验原理，对滤波后的交通图像进行去雾处理，得到复原图像。试验结果表明：与传统双边滤波和梯度双边滤波算法相比，使用新算法处理后的复原图像峰值信噪比、归一化灰度差平均提升了13.25%、9.41%和21.76%、22.7%。新算法在保证了滤波效果，避免“噪声斑块”的同时，能够尽可能保持图像边缘细节信息，提升了雾霾天气下交通图像的去雾质量，对加强交通监控，保障交通安全有十分重要的应用价值和现实意义。

关键词：交通工程,图像去雾,双边滤波,梯度,滤波算法

基金资助：国家自然科学基金项目（61402052，61203233，51505037，41101357）；陕西省自然科学基础研究计划项目（2015JM6280）；中国博士后科学基金项目（2013M542310）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（300102328204，300102328501，300102328101）