1.一种单幅夜间弱照度雾霾图像的复原方法，所述方法包括以下步骤：A.模型构建

大气散射物理模型广泛用于计算机视觉及计算机图形学领域，用于表示有雾图像的退化过程，如式(1)：I(x)＝t(x)J(x)+(1-t(x))A(x)  (1)其中I(x)是当前退化图像，J(x)是复原的无雾图，A(x)是全局大气光值，t(x)是透射率，表示场景的反射光穿透介质的能力，如式(2)：-βd(x)

t(x)＝e   (2)

β为大气中的介质消光系数，在均匀的介质中通常为常量，d(x)为场景深度；将原弱照度雾霾图像I(x)分为结构层S(x)和纹理层T(x)，如式(3)，再分别进行增强去雾和去噪，其中S(x)含有图像的主要场景，雾及亮度等均体现在该层中，而T(x)则含有纹理细节和噪声：I(x)＝S(x)+T(x)  (3)

根据Retinex理论，结构层S(x)又可以分为照射光分量 和反射光分量 如式(4)：即增强后的结构层，接下来就是对该层去雾；整合(1)-(4)式可以得到我们最终的图像重建模型，如式(5)：其中，J(x)是要复原的结构层，A(x)是夜间环境光，t(x)是夜间透射率，最后根据式(6)将复原后的结构层和优化后的纹理层叠加求得最终的复原图像F(x)；

B.图像分层

把图像分为结构层和纹理层后，根据图像重建的总变差模型，求解目标函数(7)即可得到结构层S(x)：其中，x代表像素，是梯度算子，λ是规则化参数；上述模型中，λ取值很重要，因为结构层与梯度较大的场景有关，而纹理层与梯度较小的细节等有关，随着λ的增大纹理会更丰富；

C.结构层增强

现有算法对图像照射光估计不准确，导致图像复原结果色彩漂移严重，为了提高对照射光估计的准确性，先初步估计结构层S(x)的照射光L(x)，再对L(x)优化；取RGB三通道中的最大值作为L(x)的初估计：照射光应是局部平滑的，故需要采取滤波等操作来优化L(x)；为了保留照射光的结构且使其局部细节足够平滑，对(8)式中的L(x)应用目标函数(9)优化：其中，第一项为保真项， 是优化后的照射光，α是正则化参数，也称权重，是梯度算子，d分别表示水平、垂直方向，ε取值为避免分母为0；式(9)中W(x)对平滑效果起到至关重要的作用，同时决定了最终图像的增强效果，直接影响到图像增强后的色彩、亮度等；最终对Wd(x)的选择如式(10)：其中，*为卷积，q表示像素，x表示像素坐标，Gσ为标准差为σ的高斯核函数；

得到优化后的照射光L(x)，据式(11)可以估计出场景反照光 即增强后的结构层：D.强光抑制

对于某些图片，尤其是夜间车载视频图像，它们的特征是暗区域非常暗，亮的区域如车灯及其反射区区域非常亮，图像亮度增强后，暗区域噪声也被放大；通常是在增强图像之前先去噪，这多少会使图像失真，且增加时间开销，而且对图像这样的暗区域的增强并不能提供多少有用的信息，却会带来大量噪声；所以，当某个区域的亮度值几乎为0时，要减弱对这个区域的增强程度；针对这一问题，引入了权值W1(x)来抑制暗区域的增强，如式(12)：其中， 取值在0-1之间，在图像亮度几乎为0的区域，m的取值应使W1(x)接近0；对于其它需要增强的区域，m取值应使W1(x)接近于1，另外，图像中车灯亮度很高，增强后会出现过增强现象；为此，本专利设计权值W2(x)来保留原有的高亮区域，如式(13)：同样，在图像亮度值几乎为1的区域，n的取值应使得权值W2(x)接近0；对于其它需要增强的区域，n的取值应使得权值W2(x)接近1；实验发现，当m取值15-25之间，n取值0.3～0.7之间，对暗区域噪声及亮区域过增强的抑制较为理想；将W1(x)和W2(x)相乘合为总权值W(x)，如式(14)：W(x)＝W1(x)·W2(x)  (14)

通过式(15)将增强前的结构层S(x)和增强后的结构层 合成为强光抑制后的结构层m取值15，n取值0.6；

E.结构层去雾

根据大气散射模型对新结构层 进行去雾处理，如式(16)：

环境光的估计是把增强后的结构层 分为15×15小块，取每个小块最亮的部分作为这一块的环境光A(x)，为了减轻块效应，用导向滤波器进行了后处理；

针对暗通道理论不适用夜间去雾的问题，本专利提出一种新的透射率估计方法；回看对照射光的估计，之所以能够将结构层有效的增强且保留色彩，是因为合理的估计了照射光，既能保留原图的结构又能对某些区域进行平滑；保留图像结构、反应场景变化趋势是透射率应具备的特征，故将已经估计好的照射光 取反作为对透射率t(x)的估计，如式(17)：把式(15)和(17)，代入式(16)得(18)，可得复原的结构层J(x)：F.纹理层优化

图像亮度值越低的区域隐藏的噪声越多，暗区域隐藏的噪声在对图像分层之后出现在纹理层，而目前的夜间去雾算法都没有对纹理层T(x)单独处理；为此，本专利提出用式(19)来对纹理层优化，目的是突出主要纹理、抑制噪声；

这里k＝0.05， 为优化后的纹理层；式中乘以优化后照射光 的作用是让原图中亮度高的区域纹理增强，亮度暗的区域纹理减弱，亮度值几乎为0的区域纹理也降为0，可以有效抑制噪声。