[发明专利]基于水下成像模型和景深的水下图像清晰化方法

权利要求书

1.一种基于水下成像模型和景深的水下图像清晰化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、输入水下图像I，使用局部shade of Gray算法求得该水下图像I的背景光B_c,∞；

步骤2、设定R通道的阈值为0.15～0.25，对R通道求均值，利用式(1)得到景深函数的暗通道值γ(u)：

γ(u)=min(min a1·gR(ξ)ξ∈U(u),min(gG(ξ))ξ∈U(u),min(gB(ξ))ξ∈U(u))---(1)]]>

式(1)中，g^R(ξ)、g^B(ξ)和g^G(ξ)分别是水下图像I的R、G、B通道的像素，U(u)表示以u为中心的局部块，a₁是R通道的系数，若R通道均值大于设定的阈值，a₁＝1，否则，a₁＝0；

步骤3、把求得的水下图像I的暗通道值γ(u)代入(2)式求出全局景深函数的值R(u)：

R(u)=-ln(1-γ(u)κλmax)≈cλmaxd(u)---(2)]]>

式(2)中，为衰减系数最大的光波长对应的背景光，为衰减系数最大的波长对应的衰减系数，d(u)为景深；利用式(3)得到R、G、B分量图的暗通道值

gλdark(u)=minξ∈U(u){gλ(ξ)}---(3)]]>

式(3)中，λ∈{R,G,B}，把R、G、B分量图的暗通道值g_λ^dark(u)代入(4)式，分别求出R、G、B通道的景深函数的值R_λ(u)：

Rλ(u)=-ln(1-gλdark(u)κλ)---(4)]]>

式(4)中，κ_λ分别为R、G、B分量的背景光；设全局景深R(u)与R、G、B通道的景深R_λ(u)的比值为商值η_λ(u)，

ηλ(u)=R(u)Rλ(u)---(5)]]>

分别计算出R，G，B三通道的η_λ(u)的值及其方差，比较求得的R，G，B三通道的η_λ(u)的方差值，选择方差最大的那个η_λ(u)对应的通道，取由(4)式得到该通道的景深函数值R_λ(u)；利用盒须法去除R_λ(u)中的极端值，然后，采用导向滤波对所得到的R_λ(u)进行优化；

步骤4、根据步骤3处理后的R_λ(u)值，得到该通道的散射率

tαλ(x)=exp(-Rλ(u))---(6)]]>

步骤5、根据背景光B_c,∞与光散射系数，光衰减系数之间的关系，然后结合步骤4已求得的一个通道的散射率得到另外两个通道的散射率；

步骤6、计算G和B通道的均值，若G通道的均值较大，则G通道为最小衰减通道，其衰减率为若B通道的均值较大，则B通道为最小衰减通道，其衰减率为根据光散射系数与波长的关系，得到R、G、B通道的衰减系数比，进而得出另外两个通道的衰减率；

步骤7、清晰化的图像为

Jλ(x)=Iλ(x)-Bc,∞tαλ(x)tβλ(x)---(7).]]>