直方圖技術(shù)將霧氣去除使照片更加清晰

近來，PM2.5這一氣象領(lǐng)域?qū)I(yè)詞匯成為社會(huì)關(guān)注的話題,空氣中的液滴和固體小顆粒不僅危害人體健康，同時(shí)由于大量懸浮粒子的散射作用，大氣能見度下降，戶外圖像顏色和對(duì)比度退化，影響圖像中信息提取，也致使戶外清晰度降低導(dǎo)致交通事故頻發(fā)，因此，圖像去霧技術(shù)成為圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域研究的重要課題，也是人們迫切解決的問題之一。

近年來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)有霧天氣時(shí)的景物影像進(jìn)行去霧處理已經(jīng)成為可能，對(duì)去霧圖像的清晰度和真實(shí)感也有了長足的進(jìn)步。圖像去霧技術(shù)是圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容，其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橐曨l監(jiān)控、地形勘測(cè)、自動(dòng)駕駛和目標(biāo)跟蹤。在應(yīng)用過程中，去霧后圖像的真實(shí)性、處理的實(shí)時(shí)性成為去霧技術(shù)研究和關(guān)注的重點(diǎn)。

直方圖是用照片的灰色調(diào)的條形表示的圖形，基本上是表示重復(fù)色調(diào)的頻率。拍完照片我們會(huì)回放查看照片是否過曝，但在強(qiáng)烈的陽光底下，用液晶屏來查看曝光是比較困難的。這時(shí)直方圖就派上用場(chǎng)了，它可以直觀判斷照片是否過曝或者欠曝，以及明暗的分部信息。

直方圖是圖像的一種統(tǒng)計(jì)表達(dá)形式。對(duì)于一幅灰度圖像來說，其灰度統(tǒng)計(jì)直方圖可以反映該圖像中不同灰度級(jí)出現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)情況。一般而言，圖像的視覺效果和其直方圖有對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過調(diào)整或變換其直方圖的形狀會(huì)對(duì)圖像顯示效果有很大影響。

直方圖均衡化主要用于增強(qiáng)灰度值動(dòng)態(tài)范圍偏小的圖像的對(duì)比度。該方法的基本思想是把原始圖像的灰度統(tǒng)計(jì)直方圖變換為均勻分布的形式，這樣就增加了像素灰度值的動(dòng)態(tài)范圍，從而達(dá)到增強(qiáng)圖像整體對(duì)比度的效果。

直方圖均衡化也叫作直方圖均勻化，就是把給定圖像的直方圖分布變換成均勻分布的直方圖，是一種較為常用的灰度增強(qiáng)算法。

想要看懂直方圖，首先得了解兩個(gè)軸代表什么意思，一個(gè)垂直軸，另一個(gè)水平軸。

1、縱軸表示在某一亮度像素?cái)?shù)量的多少，“山峰”越高，代表此影調(diào)在照片中分部的面積廣。

2、橫軸表示照片的明暗情況，左邊是暗部，右邊為亮部。

采用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行處理的方法有很多種,歸結(jié)起來，仍然是傳統(tǒng)的兩類：一類圖像增強(qiáng)，另一類是圖像復(fù)原。圖像增強(qiáng)方法是從圖像呈現(xiàn)的低亮度和低對(duì)比度的特征考慮，按照特定需要突出圖像中的某些信息，削弱或去除某些不需要的信息來完成的;圖像復(fù)原是從基于物理模型的天氣退化圖像復(fù)原方法，從物理成因的角度對(duì)大氣散射作用進(jìn)行建模分析，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景復(fù)原。在復(fù)原過程中，一般先利用各種先驗(yàn)知識(shí)估計(jì)模型中的參數(shù)，最后求解方程從而計(jì)算出清晰的圖像。兩種方法相較，基于復(fù)原去霧算法從原理上實(shí)現(xiàn)去霧，對(duì)霧的估計(jì)更準(zhǔn)確，能夠真實(shí)地還原霧前的清晰圖像，針對(duì)性強(qiáng)，得到的去霧效果自然，一般不會(huì)有信息的損失。

圖像增強(qiáng)是指按特定的需要突出一幅圖像中的某些信息，并同時(shí)削弱或去除某些不需要的信息的處理技術(shù)。

圖像增強(qiáng)的主要作用是相對(duì)于原來的圖像，處理后的圖像能更加有效地滿足某些特定應(yīng)用的要求。