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基于cnn卷积神经网络的车辆颜色检测识别-图像去雾-图像去雨（改进yolo目标检测-附代码）

news 来源：原创 2024/5/20 10:33:47

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引言：

开篇简述图像处理在智能交通监控、自动驾驶等领域的关键作用，并强调随着深度学习尤其是卷积神经网络（CNN）的发展，在复杂环境下的车辆颜色精确识别、图像恢复（如去雾和去雨）等难题得以有效解决。

yolo改进

像去雨去雾技术对目标检测的改进精度具有显著作用，原因如下：
在这里插入图片描述

提高图像质量：雨雾天气下拍摄的图像通常存在对比度低、细节模糊、颜色失真等问题，这严重影响了图像中目标物体的可见性和可识别性。图像去雨去雾算法能够有效地改善这些问题，通过去除或减轻图像中的雨滴、雾气等噪声，提高图像的整体对比度和亮度，使原本被遮蔽的物体细节得以显现。
增强特征提取：目标检测算法通常依赖于从图像中提取有效的特征，例如边缘、纹理、颜色和形状等。去雾去雨后的图像，其特征更为鲜明，有利于卷积神经网络（CNN）等深度学习模型更准确地捕获和学习目标物体的关键特征，从而提升检测的准确性。
改善模型性能：在自动驾驶、视频监控、遥感探测等领域，目标检测的准确性直接影响着系统的可靠性和安全性。经过去雨去雾处理的图像，能够让目标检测模型在不利天气条件下保持甚至提高原有的检测精度，避免因图像质量下降而导致的误检或漏检。
鲁棒性提升：通过集成图像去雨去雾模块，可以在前端图像预处理阶段就改善输入到目标检测模型的数据质量，增强了整个视觉系统的鲁棒性，使其能够在各种复杂的气象环境中稳定、高效地工作。

第1部分：CNN在图像去雾和去雨任务上的进展

图像恢复问题概述：解释大气光照影响下的图像退化现象，即雾霾和雨水对图像质量的影响，以及为何需要特定算法进行复原。
CNN去雾算法：介绍基于CNN的去雾模型，如DehazeNet或MSCNN的工作原理，说明它们如何利用卷积层从输入图像中估计透射率和大气光以去除雾气。
代码在这里插入代码片
CNN去雨算法：分析类似地，CNN如何用于图像去雨任务，如ResNet或DID-MDN等模型，用于分离雨水痕迹并还原清晰场景。
效果展示与评估：对比不同算法在基准数据集上的去雾/去雨效果，并通过定量和定性评估指标证明CNN模型的有效性。
代码实现：同样提供对应的CNN去雾和去雨算法的核心代码片段，帮助读者理解和实现这些技术。

在这里插入图片描述

代码

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W, V = np.linalg.eig(A)  # W特征值 V特征向量#         lambda1 = abs(W[0])#         lambda2 = abs(W[1])lambda1 = min(abs(W[0]), abs(W[1]))lambda2 = max(abs(W[0]), abs(W[1]))if W[0] >= W[1]:angle = math.atan2(V[1, 0], V[0, 0]) * 180 / math.pielse:angle = math.atan2(V[1, 1], V[0, 1]) * 180 / math.pi#     print(angle)if (lambda2 / (1e-5 + lambda1)) > T1 and lambda1 > T2 and abs(angle) < 45:  # (lambda2/(1e-5+lambda1) )>T1 and lambda1 >T2 andTheta_cluster.append(angle)else:cc = []for i in range(h):cc.append(b[i, :])#     print(c)#         for i in range(h):I[cc[i][0], cc[i][1]] = 0

第2部分：CNN在车辆颜色检测中的应用

基本原理：介绍CNN如何通过提取图像中车辆区域的颜色特征，以及训练过程中色彩空间转换、特征映射和分类器的设计。
网络架构：描述所采用的CNN模型结构，例如使用预训练模型进行迁移学习，或构建专门针对车辆颜色识别的定制网络。
实验过程与结果：展示实际操作步骤，包括数据集准备、模型训练、验证和测试环节，以及经过CNN处理后准确识别车辆颜色的实例图片和性能指标（精度、召回率等）。
附带代码解析：提供一段核心代码示例，解释如何利用开源框架（如TensorFlow或PyTorch）实现车辆颜色检测功能。

def dark_channel(image, r=15):# 转换图像至Lab色彩空间bgr = image.astype(np.float32) / 255.0lab = cv2.cvtColor(bgr, cv2.COLOR_BGR2LAB)# 获取暗通道，这里假设r为窗口半径b, g, r = cv2.split(lab[:, :, 0], lab[:, :, 1], lab[:, :, 2])min_channels = np.minimum(np.minimum(r, g), b)kernel = np.ones((2 * r + 1, 2 * r + 1), np.uint8)dark = cv2.erode(min_channels, kernel, iterations=1)return darkdef estimate_atmospheric_light(image, dark_channel, threshold=0.1):# 计算暗通道中最亮的一定比例（如0.1%）的像素作为大气光候选值dark_min = np.percentile(dark_channel.reshape(-1), threshold)at_least_dark_min = np.where(dark_channel >= dark_min, 1, 0)atmospheric_light = np.zeros_like(image[..., :3])for i in range(3):  # 对每个通道分别计算大气光atmospheric_light[..., i] = cv2.filter2D(image[..., i], -1, at_least_dark_min)atmospheric_light[..., i] = np.max(atmospheric_light[..., i], axis=(0, 1))return atmospheric_light