[发明专利]一种基于最优复原参数的水下图像增强方法

权利要求书

1.一种基于最优复原参数的水下图像增强方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、输入图像，收集数百张高质量的水下图片作为样本，获得新水下图像暗通道先验性；

步骤S2、基于新UDCP结论的RGB三通道传输地图估计；

步骤S21、使用水下图像成像模型并对两边都采用最小滤波器并依据红色通道在水中的衰减度最大可以获得红色通道的传输地图；

步骤S22、依据三个通道的衰减率与对应通道的波长和背景光有直接关系，直接求出GB通道的传输地图；

步骤S3、基于融合方法的背景光估计，并依据三个通道不同的分布特性定义出三个通道的参考点，然后使用加权融合的方法获得健壮的背景光；其中，定义每个通道的参考点包括：

Ref_c＝Avg_c+sign(I_mid-β_c)×σ_c，(15)

其中M×N和I_c(i，j)分别表示在某一个通道中像素点的数量和一个像素点的像素值，依据RGB通道的统计分析设定三个通道的β_c分别为0.2，0.4，0.4，sign(x)是符号函数，当x＞0时，sign＝1相反的当x＜0，sign＝-1.

使用加权融合策略可以得到最终的背景光包括：

其中候选背景光的值离参考点的值越近，其占有的权重就越大。W^c_k表示某个通道中每个候选点的权重，是W^c_k的归一化表示，k是背景光的索引并且K＝3；

步骤S4、图像复原。

2.根据权利要求1所述的基于最优复原参数的水下图像增强方法，其特征在于，步骤S21中的红色通道的传输地图具体如下：

步骤S211、考虑背景散射是造成图像模糊的因素，将水下图像成像模型公式简化为：

I^c(x)＝J^c(x)t^c(x)+B^c(1-t^c(x))，c∈{r，g，b}，

其中x代表图像中的一个坐标(i，j)，c代表红绿蓝RGB通道，J^c(x)表示复原后的图像也就是原来场景光亮，B^c表示为均匀背景光，t^c(x)表示为J^c(x)经过衰减、散射和折射等过程到达相机的残余比例；

步骤S212、将最小滤波器使用在水下图像成像模型公式的两边，并且在两边都除上B^c，获得以下公式：

步骤S213、根据步骤S1获得新水下图像暗通道先验性，通过UDCP的得到像素值并将像素值代入步骤S212的公式中，获得以下公式：

其中估计的传输地图TM 在三个通道中，红色光线的衰减率最大，红色通道的传输地图为：

3.根据权利要求1所述的基于最优复原参数的水下图像增强方法，其特征在于，步骤S22中的GB通道的传输地图具体如下：

步骤S221、根据只有在B^c选择为三个通道中的最大值B_max才能获得最小值，将步骤S213中公式生成为以下公式：

其中B^r，cc和分别表示从图像中最远的点获得的红色通道背景光和蓝绿色背景光，其中标准RGB通道的波长分别是λ^r＝620nm、λ^g＝540nm和λ^b＝450nm，其中这些系数分别设定为m＝-0.00113和i＝1.62517，这时GB通道的传输地图表示为：

4.根据权利要求1所述的基于最优复原参数的水下图像增强方法，其特征在于，RGB通道的传输地图分别估计后，设定RGB通道传输地图的最小值为0.1～0.3，使用引导滤波器对RGB传输地图精细化处理。