[发明专利]一种基于亮度色度分离的水下图像增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域中的图像增强技术，尤其是涉及针对水下摄像机拍摄得到的降质图像增强技术。

背景技术

我国是个海洋大国，拥有1.8万公里长的海岸线和300多万平方公里的海洋国土，对海洋资源的探索和开发对我国的国民经济和军事都有重要的意义和价值。自主式水下机器人(简称AUV)在海上资源的勘探开发(铺设管道、海底考察等)、海洋生态监测，以及军事领域都有广泛的应用。现在的AUV大多都配备了光学成像及图像处理识别系统，可见光图像是AUV的主要信息来源之一。但受到水下恶劣成像环境的限制，获取到的水下图像普遍存在对比度低、模糊、偏色等不利因素。图像可视质量的下降会严重影响后续特征提取和目标识别的性能。因此，借助图像处理技术提高原始水下图像可视质量的研究越来越受到研究者的关注，相关研究日益增多，已成为当前图像处理的研究热点问题之一^[1]。

国内外有关水下图像增强技术的研究，始于本世纪初，经过十几年的发展，研究者提出了很多方法。根据各种方法所使用的图像增强技术不同，可将已有方法分为三类：基于经典图像增强技术的方法^[2,3,4]、基于颜色恒常性理论的方法^[5,6]、以及混合方法^[7,8]。国内发明专利方面，陈名松等人^[9](申请号CN201310628073)提出了一种基于同态滤波和双正交小波阈值滤波法相结合水下图像增强技术。他们首先借助同态滤波技术降低光照不均匀情况的影响，然后双正交小波阈值滤波法去除图像的噪声。李一兵等人^[10](申请号CN201310628073)提出了一种基于Retinex理论的水下图像增强方法。他们首先将水下图像转换到HSV色彩空间，采用S分量用于去噪，采用V分量进行Retinex增强。

参考文献

[1]RaimondoSchettiniandSilviaCorchs,“UnderwaterImageProcessing:StateoftheArtofRestorationandImageEnhancementMethods”,EURASIPJournalonAdvancesinSignalProcessing,2012.

[2]Garcia,R.,Nicosevici,T.,andCufí,X.,“OnTheWaytoSolveLightingProblemsinUnderwaterImaging”,ProceedingsoftheIEEEOCEANSConference(OCEANS),2002,pp.1018-1024.

[3]Hitam,M.S.,KualaTerengganu,Yussof,W.N.J.H.W.,Awalludin,E.A.,Bachok,Z.,“Mixturecontrastlimitedadaptivehistogramequalizationforunderwaterimageenhancement”,ComputerApplicationsTechnology(ICCAT),2013InternationalConferenceon,2013,1-5.

[4]陈从平,王健,邹雷,张发军,“一种有效的低对比度水下图像增强方法”,激光与红外,42(5),2012,pp.567-571.

[5]BirgitHenke,MatthiasVahl,andZhiliangZhou,“RemovingColorCastofUnderwaterImagesthroughNon-ConstantColorConstancyHypothesis”,ISPA2013,20-24

[6]XueyangFu，PeixianZhuang,andYinghaoLiao,“ARetinex-basedEnhancementApproachforSingleUnderwaterImage”,IEEEInternationalConferenceonImageProcessing(ICIP),pp.4572-4576,2014.