1. 背景

随着人类工业化进程的推进，空气污染越来越严重，雾霾天气在我国出现的频率越来越高、范围越来越广。雾霾的出现给我们的生产和生活带来诸多不便，例如：增加交通事故发生的概率；造成电子卡口、门禁监控等视觉系统失效；高速公路关闭；航空中断等。

雾霾天气下，室外摄取景物时，得到的图像多半是降质图像。要想从雾霾天气采集的降质图像中复原和增强景物的细节信息就必须对图像进行去雾处理。图像去雾就是通过一定的方法和手段，去除天气因素对图像质量的影响，恢复出有效的图像细节信息，并获得效果较好的高质量图像的过程。使用合适的图像去雾方法，可以将很多信息量低的图像处理成富含有用信息的图像。因此，对图像质量下降而开展图像信号处理的研究具有普遍的实际意义。

2. 大气成像原理

雾霾天气条件下，大气中包含较多的气溶胶粒子，这些粒子对太阳的光线具有阻挡和散射作用。雾霾天气下，拍摄物体照片时，除了目标物的反射光会进入成像设备外，

图1 大气光参与成像过程

好多非目标物的反射光（气溶胶粒子散射引起的和地面光辐射引起的）也会错误地混入成像设备，共同参成像，如图1所示。大气中的散射光、目标物体的反射光、地面的辐射光统称为称为大气光。目标物体的反射光随着传播路径的增加发生衰减，空气光却随着传播路径的增加而增加。这些因素的综合效果是使成像传感器采集到的图像对比度、颜色清晰度等特征发生改变，图像中蕴含的许多特征被覆盖和模糊掉，导致图像的退化。

图1中，设观测处的仰角为dω，场景深度为d，则体积微分dv可以表示为：

dV=dωdx

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