何恺明 matlab,[论文复现]何恺明博士CVPR2009去雾算法(1)

一、前言

近期打算研读一下何博士第一篇文章，复现其论文算法，主要参考的博文有：

[1] Kaiming He论文心得 https://www.cnblogs.com/molakejin/p/5708883.html

[2] 论文原理、实现与效果 http://www.cnblogs.com/Imageshop/p/3281703.html

[3] 论文原文及相关资料下载 http://kaiminghe.com/

[4] Kaiming He谷歌学术 https://scholar.google.com/citations?user=DhtAFkwAAAAJ&hl=zh-CN

[5] 基于颜色衰减先验去雾算法 https://www.cnblogs.com/zjuthantics/p/5276856.html

关键词：暗通道先验、matlab鼠标交互、plot更新绘制点

这是第一部分工作，主要验证暗通道先验理论，参考了[5]中资料。

二、实现

暗通道先验：“在绝大多数非天空的局部区域里，某一些像素总会有至少一个颜色通道具有很低的值。”

[5]中给了下面这张图很清晰的验证了颜色衰减先验理论，本次通过matlab编写一个小程序能够尽量做出下图的效果去验证暗通道先验。

图2-1 颜色衰减通道先验效果

程序思想比较简单，练习一下Matlab的鼠标事件响应函数，主要包括：读图-排序滤波-鼠标事件处理-绘图

编写过程中稍微有点绕的环节有：

1.点击鼠标在当前位置绘制点并删除上一鼠标位置绘制的点；

解决方法：

point1=plot(1,1,'ro');

set(point1,'Visible','off');

point1=plot(xnew,ynew,'ro');

将plot赋给句柄，然后调用句柄属性让其不再显示，然后对新坐标重新命名句柄。

一开始做的是单点观察，后来添加了平均卷积核求窗口均值，使用rectangle绘制，与point思路一样。

2.鼠标输入函数对划分了subplot的图形坐标异常

[xnew,ynew,button]=ginput(1);

划分subplot再使用ginput时，每个子Plot有自己的坐标值，这使得当鼠标点到边界时获得的坐标值很奇怪，此处没有深究各个坐标值关系，简单将溢出的坐标值移动到左上角。

3.暗通道计算过程；

首先使用排序滤波分别取三通道最小值，使用函数为ordfilt2()，如下。

a_r_f=ordfilt2(a_h,1,ones(radius,radius),'symmetric');

随后并没有直接对对三个通道RGB取最小值，而是分别用柱状图画出了RGB值。

三、代码

%%

% 雾色图片按通道先验

% 2018年12月21日

% 使用方法：点击鼠标选点观察，可同时观察三个点，右键退出

% Yuquan Campus, bamboopu

% 待改进功能：1.解决BUG1边界坐标乱码问题;2.重新排布subplot位置更加美观;3.柱状图显示数据;4.优化速度

%%

% clean

clear;

clc;

%%

% 读图显示图片

a_rgb=im2double(imread('canyon2.bmp'));

[height,weight,scale]=size(a_rgb);

fig=figure;

h1=subplot(3,2,[1 3 5]);

imshow(a_rgb);

hold on;

% rgb卷积

a_h=a_rgb(:,:,1);

a_s=a_rgb(:,:,2);

a_v=a_rgb(:,:,3);

radius=15;

% 排序

a_r_f=ordfilt2(a_h,1,ones(radius,radius),'symmetric');

a_g_f=ordfilt2(a_s,1,ones(radius,radius),'symmetric');

a_b_f=ordfilt2(a_v,1,ones(radius,radius),'symmetric');

%%

% 回调函数游标法-失败，原因：未成功将数组传入回调函数，回调函数也未返回坐标值

% dcm_obj = datacursormode(fig);

% set(dcm_obj,'UpdateFcn',@myupdatefcn)

% datacursormode on

%%

% 鼠标输入法-成功

times=0;

% 初始点句柄，设置为不显示

r1=rectangle('Position',[weight*0.5,height*0.5,2*radius+1,2*radius+1],'EdgeColor','r');

set(r1,'Visible','off');

r2=rectangle('Position',[weight*0.5,height*0.5,2*radius+1,2*radius+1],'EdgeColor','g');

set(r2,'Visible','off');

r3=rectangle('Position',[weight*0.5,height*0.5,2*radius+1,2*radius+1],'EdgeColor','b');

set(r3,'Visible','off');

hold off;

while(0==0)

% xnew为列数,ynew为行数

[xnew,ynew,button]=ginput(1);

% 鼠标右键退出

if length(xnew)<1||button==3

close;

break

end

xnew=int32(xnew);

ynew=int32(ynew);

% 边界处理-BUG1:使用subplot后点击窗口外的区域坐标值未知大小

if xnew>=weight-radius

xnew=weight-radius;

end

if ynew>=height-radius

ynew=height-radius;

end

if xnew<=1+radius

xnew=1+radius;

end

if ynew<=1+radius

ynew=1+radius;

end

% 查找值

Value_r=a_r_f(ynew,xnew);

Value_g=a_g_f(ynew,xnew);

Value_b=a_b_f(ynew,xnew);

x=[1 2 3];

y=[Value_r,Value_g,Value_b];

barsize=0.3;

switch mod(times,3)

case 0

% 点的替换

h1=subplot(3,2,[1 3 5]);hold on;

set(r1,'Visible','off');

r1=rectangle('Position',[xnew-radius,ynew-radius,2*radius+1,2*radius+1],'EdgeColor','r');

hold off;

% 子窗口显示

h2=subplot(3,2,2);

bar(x,y,barsize,'Facecolor',[1,0,0]);

ylabel('Intensity');grid on;

set(gca,'xticklabel',{'R','G','B'});

axis([0,4,0.,1.]);

title('Red Point');

case 1

% 点的替换

h1=subplot(3,2,[1 3 5]);hold on;

set(r2,'Visible','off');

r2=rectangle('Position',[xnew-radius,ynew-radius,2*radius+1,2*radius+1],'EdgeColor','g');

hold off;

% 子窗口显示

h3=subplot(3,2,4);

bar(x,y,barsize,'Facecolor',[0,1,0]);

ylabel('Intensity');grid on;

set(gca,'xticklabel',{'R','G','B'});

axis([0,4,0.,1.]);

title('Green Point');

case 2

% 点的替换

h1=subplot(3,2,[1 3 5]);hold on;

set(r3,'Visible','off');

r3=rectangle('Position',[xnew-radius,ynew-radius,2*radius+1,2*radius+1],'EdgeColor','b');

hold off;

% 子窗口显示

h4=subplot(3,2,6);

bar(x,y,barsize,'Facecolor',[0,0,1]);

ylabel('Intensity');grid on;

set(gca,'xticklabel',{'R','G','B'});

axis([0,4,0.,1.]);

title('Blue Point');

otherwise

disp('Something went wrong.');

end

% 显示数值-已取消

disp(['R=' num2str(Value_r*255)]);

disp(['G=' num2str(Value_g*255)]);

disp(['B=' num2str(Value_b*255)]);

disp([' ']);

% 记录点击次数

times=times+1;

end

四、效果

图4-1暗通道先验验证程序

五、心得

这次小程序还没涉及到论文里的算法部分，主要是一些业务代码，用来熟悉matlab编程，目前水平比较一般，编写的还不够快，调试也花了很久。码不停题，GO！