(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
除霧画像のための露光強化方法であって、
除霧パラメータに基いて、露光強化関数を構築し；及び
構築した前記露光強化関数により、除霧画像に対して露光強化処理を行うことを含み、
前記除霧パラメータは、霧有り画像に対しての除霧程度を制御するためのものであり、
前記露光強化関数は、２次Bezier関数である、露光強化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の露光強化方法であって、
前記２次Bezier関数を構築する処理は、
正規化の入力画素値及び正規化の出力画素値を採用する場合、
除霧パラメータωを用いて、原点を通過し且つ勾配が1よりも大きい直線y=(1+kω)xを構築し、そして、直線y=(1+kω)xと、直線y=-jx+1との交点P1の座標を計算し、そのうち、j及びｋは、0よりも大きく；
原点P0(0，0)、直線y=(1+kω)xと直線y=-jx+1との交点P1、及び、正規化の入力画素値と正規化の出力画素値との最大値を座標とする境界点P2(1，1)を頂点として、制御三角形を構築し；及び
前記制御三角形において２次Bezier関数を構築することを含む、露光強化方法。
【請求項３】
請求項２に記載の露光強化方法であって、
前記原点P0を開始点とし、前記交点P1を中間点とし、前記境界点P2(1、1)を終了点とし、前記２次Bezier関数を構築する、露光強化方法。
【請求項４】
請求項1に記載の露光強化方法であって、
前記露光強化関数により、除霧画像に対して露光強化処理を行うことは、
前記除霧画像中の任意の一つの画素のR、G、Bチャネル中の任意の一つのチャネルに対して、前記露光強化関数及び前記一つのチャネルのグレースケールを用いて、前記一つのチャネルの露光強化後のグレースケールを計算することを含む、露光強化方法。
【請求項５】
除霧画像のための露光強化装置であって、
除霧パラメータに基いて、露光強化関数を構築するための関数構築ユニット；及び
構築した前記露光強化関数により、除霧画像に対して露光強化処理を行うための露光強化ユニットを含み、
前記除霧パラメータは、霧有り画像に対しての除霧程度を制御するためのものであり、
前記露光強化関数は、２次Bezier関数である、露光強化装置。
【請求項６】
請求項５に記載の露光強化装置であって、
前記関数構築ユニットは、
正規化の入力画素値及び正規化の出力画素値を採用する場合、
除霧パラメータωを用いて、原点を通過し且つ勾配が1よりも大きい直線y=(1+kω)xを構築し、そして、直線y=(1+kω)xと、直線y=-jx+1との交点P1の座標を計算し、そのうち、j及びｋは、0よりも大きく；
原点P0(0，0)、直線y=(1+kω)xと直線y=-jx+1との交点P1、及び、正規化の入力画素値と正規化の出力画素値との最大値を座標とする境界点P2(1，1)を頂点として、制御三角形を構築し；及び
前記制御三角形において前記２次Bezier関数を構築する、露光強化装置。
【請求項７】
請求項６に記載の露光強化装置であって、
前記原点P0を開始点とし、前記交点P1を中間点とし、前記境界点P2(1、1)を終了点とし、前記２次Bezier関数を構築する、露光強化装置。
【請求項８】
請求項５に記載の露光強化装置であって、
前記露光強化関数により、除霧画像に対して露光強化処理を行うことは、
前記除霧画像中の任意の一つ画素のR、G、Bチャネル中の任意の一つのチャネルに対して、前記露光強化関数及び前記一つのチャネルのグレースケールに基いて、前記一つのチャネルの露光強化後のグレースケールを計算することを含む、露光強化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理分野に関し、より具体的に、除霧画像のための露光強化方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像除霧は、霧有り画像中の霧を除去して画像の内容をより明りょうにするための技術である。しかし、除霧処理を行って得られた除霧画像は、一般的に、暗くなり、除霧画像中の内容は、十分に明りょうでないため、人がその画像の内容を識別することができない場合はある。よって、除霧画像の露光を強化する必要がある。
【０００３】
現在、以下の２種類の除霧画像のための露光強化方法が存在する。
【０００４】
第一種の方法は、画素グレースケールに基く画像変換方法である。該方法は、対数変換処理、Gamma変換処理、及び区分的線形変換処理を含む。そのうち、対数変換処理及びGamma変換処理は全て、複雑な計算を要するので、かなり長い計算時間を要する。また、区分的線形変換処理は、連続的な変換関数を提供することができず、得られた変換結果は、理想的なものではない。
【０００５】
第二種の方法は、ヒストグラム変換に基く画像変換方法である。該方法は、先ず、入力画像のヒストグラムを計算し、その後、ヒストグラムの平坦化及びヒストグラムのマッチング等の処理を行う。しかし、該方法により得られた結果としての画像は、効果が非常に悪く、ほとんど全てのノイズを露呈してしまう。また、ヒストグラム変換に基く画像変換方法は、並列方式で実現しにくい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の一つ又は複数の問題に鑑み、本発明は、除霧画像のための新しい露光強化方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例による除霧画像のための露光強化方法は、除霧パラメータに基いて、露光強化関数を構築し；及び、構築した露光強化関数により、除霧画像に対して露光強化処理を行うことを含む。
【０００８】
また、本発明の実施例による除霧画像のための露光強化装置は、除霧パラメータに基いて、露光強化関数を構築するための関数構築ユニット；及び、構築した露光強化関数により、除霧画像に対して露光強化処理を行うための露光強化ユニットを含む。
【０００９】
本発明によれは、除霧パラメータに基いて、除霧画像に対して自己適応処理を行うことができ、また、除霧画像中の画素に対して並列処理を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明をより良く理解することができる。
【図１】本発明の実施例における除霧画像のための露光強化装置を示す図である。
【図２】本発明の実施例における除霧画像のための露光強化方法を示す図である。
【図３】露光強化関数を構築する処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の各側面の特徴及び例示的な実施例を詳しく説明する。なお、次の記載には、本発明を全面的に理解するために、多くの具体的細部をカバーしている。しかし、当業者にとって明らかであるように、本発明は、これらの具体的な細部のうちの幾つかの細部がない場合でも実施することができる。また、次の実施例に対しての説明は、本発明の例を示して本発明をより明確に理解し得るためだけのものである。本発明は、次に記載の任意の具体的な構成及びアルゴリズムに限定されず、また、本発明の精神から離脱しない前提での関連する要素、部品及びアルゴリズムの任意の変更、代替及び改善は全て、本発明の技術的範囲内に属する。
【００１２】
本発明は、次のような除霧画像のための露光強化方法及び装置を提案している。該方法及び装置は、除霧画像に対して自己適応的に露光強化処理を行って良好な処理結果を得ることができ、また、除霧画像に対しての露光強化処理を並列に行うこともできる。
【００１３】
霧有り画像のための画像除霧方法として、Dark  Channel  Priorに基く画像除霧方法は、幅広く使用されている。具体的に、Dark  Channel  Priorに基く画像除霧方法では、霧有り画像のグレースケールI、大気光値（大気の光の値）A、及び透過図tを用い、霧有り画像のモデルI=Jt+A(1-t)に基いて、除霧画像のグレースケールJを求め、即ち、「J=(I-A)/t+A」である。そのうち、透過図tを取得することは、非常に重要な一つのステップである。
【００１４】
Dark  Channel  Priorに基く画像除霧方法では、「t=1-ω・f(I/A)」に基いて、透過図tを計算することができ、そのうち、f()は、透過図tを計算する従来のアルゴリズムを表し、ω(ω∈[0,1])は、霧有り画像に対しての除霧程度を制御するための除霧パラメータである。除霧パラメータωの値が大きいほど、除霧処理により得られた除霧画像が暗くなり、逆に、除霧パラメータωの値が小いほど、除霧処理により得られた除霧画像が明るなる。ユーザは、ニーズに応じて、除霧パラメータωを適切に設定することによって、所望の除霧効果を得ることができる。
【００１５】
実際の応用では、簡単に除霧パラメータωを比較的小さい値を設定することで、除霧画像をより明るくすれば、除霧画像の輝度が高くなるがそのコントラストが小さくなってしまうことを来す可能性がある。この時、ユーザは、依然として、画像の内容を明確に識別することができない。
【００１６】
除霧画像をより明るく、より明りょうにするために、本発明は、除霧画像のための新しい露光強化装置及び方法を提案している。図1は、本発明の実施例による除霧画像のための露光強化装置を示す図である。図2は、本発明の実施例による除霧画像のための露光強化方法を示す図である。
【００１７】
図1に示すように、本発明の実施例による除霧画像のための露光強化装置は、関数構築ユニット102及び露光強化ユニット104を含む。そのうち、関数構築ユニット102は、除霧パラメータωに基いて露光強化関数を構築する（即ち、図2中のステップS202を行う）ために用いられ、露光強化ユニット104は、露光強化関数を用いて除霧画像に対して露光強化処理を行う（即ち、図2中のステップS204を行う）ために用いられる。
【００１８】
次に、正規化の入力画素値及び正規化の出力画素値を例とし、本発明の実施例による除霧画像のための露光強化装置及び方法について説明を行う。図3は、露光強化関数を構築する処理を示す図である。そのうち、横軸は、正規化の入力画素値を表し、縦軸は、正規化の出力画素値を表し、入力画素値及び出力画素値は、全て、[0、1]の範囲内にある値である。
【００１９】
次に、露光強化関数を構築する処理を詳しく説明する。
【００２０】
まず、図3に示すように、除霧パラメータωを用いて、原点を通過し且つ勾配が1よりも大きい直線y=(1+kω)x（k＞0）を構築し、そして、直線y=(1+kω)xと、直線y=-jx+1との交点P1の座標を計算し（j＞0）（即ち、jの値は、交点P1が、点P0(0，0)と点P2(1，1)とを連結する直線P0P2の左上側にあることを保証できればよい）。次に、k＝1、j＝1を例として説明を行う。k＝1、j＝1の場合、P1点の座標は、（1/(2+ω),(1+ω）/(2+ω)）である。
【００２１】
次に、P0(0，0)、P1（1/(2+ω),(1+ω）/(2+ω)）、及びP2(1，1)を頂点とするる三角形を制御三角形として、２次Bezier関数（即ち、放物線関数）を構築し、そして、構築した２次Bezier関数を露光強化関数とする。
【００２２】
具体的に、P0(0、0)を開始点とし、P1（1/(2+ω),(1+ω）/(2+ω)）を中間点とし、P2(1，1)を終了点とし、２次Bezier関数を構築する。２次Bezier関数は放物線関数であるため、該関数は、y=ax2+bxと書くことができる。そのうち、a=-(8ω2+16ω)/(3ω2+16ω+16)であり、b=1-aである。
【００２３】
関数構築ユニット102が露光強化関数を構築した後に、露光強化ユニット104は、露光強化関数を用いて、除霧画像に対して露光強化処理を行う。具体的に、露光強化ユニット104は、Or=a・Jr2+b・Jr、Og=a・Jg2+b・Jg、及Ob=a・Jb2+b・Jbに基いて、露光強化処理後に得られた画像中の各画素のR、G、BチャネルのグレースケールO(r,g,b)を計算する。明らかであるように、露光強化処理は、各画素に対して行うもの（即ち、除霧画像中の全ての画素に対して並列に行う露光強化処理）であり、また、露光強化関数は、除霧パラメータに依存し、且つ、低い計算複雑度（乗算及び加算だけ）を有する。
【００２４】
以上、k＝1、j＝1の場合を例として説明を行った。しかし、当業者が分かるように、k及びjが他の値を取る場合でも、中間点P1の座標値が変化することによって、y=ax2+bxの中のaの式が変化する以外に、その他は全て、上述と同じである。
【００２５】
また、以上、正規化の入力画素値及び正規化の出力画素値を例として説明を行った。しかし、当業者が分かるように、正規化入力、出力画素値を利用しない場合でも、上述と同様に、P0(0、0)、直線y=(1+kω)xと直線y=-jx+255との交点P1、及びP2(255，255)が頂点である三角形を制御三角形として２次Bezier関数を構築し、そして、該２次Bezier関数を用いて除霧画像に対して露光強化処理を行うこともできる。
【００２６】
従来の除霧画像のための露光強化方法と比較すると、本発明の実施例は、以下の利点を有する。即ち、1）除霧パラメータに基いて、除霧画像に対して自己適応処理を行うことができ；2）並列に除霧画像中の画素に対して処理を行うことができ、且つ、計算複雑度が低く；3）連続した露光強化関数を用いて良好な露光強化結果を得ることができる。
【００２７】
以上、本発明の具体的な実施例を参考にして本発明を説明したが、当業者が理解すべきは、これらの具体的な実施例に対して行った各種の変形、組み合わせ、及び変更は、添付した「特許請求の範囲」に限定されている本発明の精神及び範囲に属するとのことである。
【００２８】
ニーズに応じて、ハードウェア又はソフトウェアにより各ステップを実行しても良い。なお、本発明の範囲から離脱しない前提で、本明細書に示しているフローチャートにステップを追加し、そのうちからステップを除去し、又は、そのうちのステップを変更することができる。一般的に言えば、フローチャートは、機能を実現するための基本操作を示すための１種の可能なシーケンスである。
【００２９】
本発明の実施例は、プログラミング可能な汎用デジタルコンピュータ、専用集積回路、プログラミング可能なロジック部品、Field  Programmable  Logic  Array、光的、化学的、生物的、量子的又はナノエンジニアリングのシステム、アセンブリ及びメカニズムを用いることで実現しても良い。一般的に言えば、本発明の機能は、本分野の既知の任意の手段で実現しても良い。分布式又はネットワーク式システム、アセンブリ及び回路を使用しても良い。データの通信又は伝送は、有線、無線又は他の任意の手段で実現しても良い。
【００３０】
また、特定応用のニーズに応じて、図面に示す要素のうちの一つ又は複数は、さらに分分離した又はさらに集積した方式で実現しても良く、或いは、ある場合、除去又は使用停止してもよい。マシン可読媒体に記録のプログラム又はコードの実現で、コンピュータに上述の任意の方法を実行させることも、本発明の精神及び範囲内に属する。また、図面中の任意の図示用矢印は、例示的なものだけであり、本発明を限定するものででない。
【００３１】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の技術的範囲に属する。
【図１】
0006024753.tif 000002
【図２】
0006024753.tif 000003
【図３】
0006024753.tif 000004