多尺度retinex图像去雾算法matlab仿真

目录

1.算法运行效果图预览

2.算法运行软件版本

3.部分核心程序

4.算法理论概述

5.算法完整程序工程


1.算法运行效果图预览

2.算法运行软件版本

matlab2022a

3.部分核心程序

复制代码
clc;
clear;
close all;
warning off;
addpath(genpath(pwd));
rng('default')


img_in  = im2double(imread('1.jpg'));
scales  = [2 100 200];
alpha   = 200;
w       = [1 1 1]/3;
d       = 1.5;
img_out = func_msretinex(img_in,scales,w,alpha,d);

figure;
imshow([img_in img_out]);

 
img_in  = im2double(imread('2.PNG'));
img_out = func_msretinex(img_in,scales,w,alpha,d);

figure;
imshow([img_in img_out]);

 
img_in  = im2double(imread('3.png'));
img_out = func_msretinex(img_in,scales,w,alpha,d);

figure;
imshow([img_in img_out]);



 
img_in  = im2double(imread('4.jpg'));
img_out = func_msretinex(img_in,scales,w,alpha,d);

figure;
imshow([img_in img_out]);
69

4.算法理论概述

多尺度Retinex(MSR)图像去雾算法是一种基于Retinex理论的去雾算法。该算法通过在大、中、小三个尺度上计算图像的反射分量,并对其进行加权平均,从而消除雾气对图像的影响,提高图像的可视度。下面将详细介绍该算法的原理和数学公式。

多尺度Retinex图像去雾算法的基本思想是在不同尺度上计算图像的反射分量,然后对其进行加权平均,以消除雾气对图像的影响。该算法认为,图像的亮度是由物体表面反射的光线和环境中的光照共同决定的。在雾气的影响下,图像中的物体表面反射的光线会被散射和吸收,导致图像的可视度降低。因此,该算法通过计算图像的反射分量,消除雾气对图像的影响,提高图像的可视度。

具体地,多尺度Retinex图像去雾算法可以分为以下几个步骤:

  1. 对原始图像进行高斯滤波,得到不同尺度下的图像。
  2. 对每个尺度下的图像进行单尺度Retinex计算,得到该尺度下的反射分量。
  3. 对所有尺度下的反射分量进行加权平均,得到最终的反射分量。
  4. 将最终的反射分量与原始图像进行融合,得到去雾后的图像。

多尺度Retinex图像去雾算法的数学公式主要包括以下几个部分:

高斯滤波

对原始图像I进行高斯滤波,得到不同尺度下的图像Ii,其中i表示尺度参数。高斯滤波的数学公式可以表示为:

Ii(x,y)=∑m=−∞∞∑n=−∞∞I(x+m,y+n)G(m,n,σi)Ii(x,y) = \sum_{m=-\infty}^{\infty} \sum_{n=-\infty}^{\infty} I(x+m,y+n) G(m,n,\sigma_i)Ii(x,y)=∑m=−∞∞∑n=−∞∞I(x+m,y+n)G(m,n,σi)

其中,(x,y)表示像素坐标,G(m,n,σi)表示高斯滤波器的系数,σi表示尺度参数。

单尺度Retinex计算

对每个尺度下的图像Ii进行单尺度Retinex计算,得到该尺度下的反射分量Ri,其中i表示尺度参数。单尺度Retinex的数学公式可以表示为:

Ri(x,y)=log⁡Ii(x,y)−log⁡(Ii∗G(x,y,σi))Ri(x,y) = \log I_i(x,y) - \log (I_i * G(x,y,\sigma_i))Ri(x,y)=logIi(x,y)−log(Ii∗G(x,y,σi))

其中,*表示卷积运算。

加权平均

对所有尺度下的反射分量Ri进行加权平均,得到最终的反射分量R。加权平均的数学公式可以表示为:

R=∑i=1nωiRiR = \sum_{i=1}^{n} \omega_i R_iR=∑i=1nωiRi

其中,n表示尺度数量,ωi表示第i个尺度的权重。通常情况下,大尺度的权重较小,小尺度的权重较大。

图像融合

将最终的反射分量R与原始图像I进行融合,得到去雾后的图像J。图像融合的数学公式可以表示为:

J=I+RJ = I + RJ=I+R

需要注意的是,在实际应用中,为了避免图像过亮或过暗,可以对反射分量R进行一定的调整。例如,可以对其进行截断处理或归一化处理等。此外,为了提高算法的效率,可以采用快速傅里叶变换(FFT)等技术进行加速计算。

5.算法完整程序工程

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