[发明专利]一种基于相对全局直方图拉伸的浅海水下图像增强方法

权利要求书

1.一种基于相对全局直方图拉伸的浅海水下图像增强方法，其特征在于，所述的浅海水下图像增强方法包括输入图像模块、图像RGB直方图分布分析模块、相对全局直方图拉伸模块、全局拉伸模块、输出图像模块，其中，

所述的输入图像模块，获取水下图像；

所述的图像RGB直方图分布分析模块，将每一个图像拆分为三个通道并生成对应的直方图；

所述的相对全局直方图拉伸模块，根据不同通道的直方图分布特性，自适应获取直方图拉伸范围；

所述的全局拉伸模块，对图像进行颜色纠正，再对图像进行全局拉伸；

所述的输出图像模块，将进行全局拉伸后的图像输出；

所述的图像RGB直方图分布分析模块的工作流程为：

S21：将每一个图像拆分为三个通道并生成相应的直方图，即红色直方图、绿色直方图、蓝色直方图；

S22：分析直方图分布范围，并获得相应的分布规律；

所述的相对全局直方图拉伸模块的工作流程为：

S31：计算RGB通道的相关参数，包括平均值、方差、均差；

S311：计算RGB通道的平均值，其计算公式如(1)所示，

其中，R_avg、G_avg、B_avg分别为R通道、G通道、B通道的平均值，M*N为显示一个通道像素值的数量，I_R(i,j)、I_G(i,j)、I_B(i,j)分别代表R通道上(i,j)处的值、G通道上(i,j)处的值、B通道上(i,j)处的值；

S312：计算RGB通道的方差，其计算公式如(2)所示，

S313：计算RGB通道的拉伸输出最小值，其计算公式如(3)所示，

其中，O_rmin、O_gmin、O_bmin分别为R通道、G通道、B通道的输出最小值，I_rmin、I_gmin、I_bmin分别为R通道、G通道、B通道的被拉伸最小值，为像素值的0.2％，σ_R、σ_G、σ_B分别为R通道、G通道、B通道的均差；

S314：计算RGB通道的拉伸输出最大值，其计算公式如(4)所示，

其中，O_rmax、O_gmax、O_bmax分别为R通道、G通道、B通道的输出最大值，I_rmax、I_gmax、I_bmax分别为R通道、G通道、B通道的被拉伸最大值，为像素值的99.8％，t_λ(x)代表一个像素点从起始位置到照相机传输过程中的残余比率，d(x)代表目标对象到照相机的距离；

此外，由于可见光在水中船舶的色散程度与垂直距离和水下的水平距离是有关的，排除可见光在水中垂直传播的衰减，只考虑光线传播到照相机之间的传输损失；

S32：对图像进行相对全局直方图拉伸，其计算公式如(5)所示，

其中，P_out是对比度纠正像素值，P_in是考虑拉伸的像素点，O_min是图像中需要拉伸的最小值0，O_max是图像中需要拉伸的最大值255，I_min是图像中被拉伸最小值为I×0.2％，I_max是图像中被拉伸最大值I×99.8％；

所述的全局拉伸模块的工作流程为：

S41：对图像进行颜色纠正，将图像从RGB表现形式转换成HSV表现形式；

S42：对S部分和V部分进行全局拉伸；

S43：将图像从HSV表现形式转换呈RGB表现形式。

2.根据权利要求1所述的水下图像增强方法，其特征在于，所述的直方图分布为红色直方图集中分布在[0,50]，绿色、蓝色直方图集中分布在[100,150]。

3.根据权利要求2所述的水下图像增强方法，其特征在于，所述的相对全局直方图拉伸模块中，计算时，为了保证有效性，剔除RGB三个通道里前后各0.2％的像素值。

4.根据权利要求3所述的水下图像增强方法，其特征在于，所述的全局拉伸模块中，计算时，为了保证有效性，剔除前后各0.1％的像素值。