[发明专利]一种基于颜色曲线分解的水下图像清晰化方法及系统

说明书

本公开公开了一种基于颜色曲线分解的水下图像清晰化方法及系统，将获取的水下图像均匀划分为若干个区域，指定区域中背景区域评分最高的为最佳背景区域，计算该最佳背景区域内的像素均值作为背景光值；获取水下图像颜色像素点形成的颜色衰减曲线，并分解至RGB坐标轴，得到颜色衰减曲线在RGB坐标轴上的最大投影值，结合背景光值获取透射图；将背景光值和透射图输入大气散射模型，对水下图像进行复原；对复原后的水下图像进行色彩补偿，完成水下图像的清晰化。有效地提高水下图像的对比度，并恢复水下图像色彩，达到水下图像清晰化的目的。

技术领域

本公开涉及图像处理领域，具体涉及一种基于颜色曲线分解的水下图像清晰化方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

光在水中传播时，水介质及水中微粒对光线分别产生吸收与散射作用。因此，水下拍摄的图像存在模糊、色偏、对比度低等缺陷。研究过程中发现：降质的水下图像的像素值在RGB颜色空间可聚类为颜色衰减曲线，且将颜色曲线分解后可获得透射图。此外，由于水下图像的色偏容易引起颜色衰减曲线过短，导致透射图不准确，无法纠正水下图像色偏的问题，无法得到水下图像清晰化的效果。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种基于颜色曲线分解的水下图像清晰化方法及系统，根据水下图像透射图以及背景光值，对水下图像进行复原，并且对恢复的水下图像进行色彩补偿，有效地提高水下图像的对比度，并恢复水下图像色彩，达到水下图像清晰化的目的。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

第一方面，本公开提供一种基于颜色曲线分解的水下图像清晰化方法，具体包括如下步骤：

将获取的水下图像均匀划分为若干个区域，指定区域中背景区域评分最高的为最佳背景区域，计算该最佳背景区域内的像素均值作为背景光值；

获取水下图像颜色像素点形成的颜色衰减曲线，并分解至RGB坐标轴，得到颜色衰减曲线在RGB坐标轴上的最大投影值，结合背景光值获取透射图；

将背景光值和透射图输入大气散射模型，对水下图像进行复原；

对复原后的水下图像进行色彩补偿，完成水下图像的清晰化。

作为可能的一些实现方式，采用四叉树搜寻的方法搜索最佳背景区域，具体为，将采用背景区域评分公式计算划分的若干个区域的评分，将评分最高的区域选为最佳背景区域，再将最佳背景区域分为若干个区域，并递归循环上述操作直至最佳背景区域的尺寸达到设定阈值，得到最终的最佳背景区域。

作为进一步的限定，所述背景区域评分公式为：

其中，Q_k表示第k个区域的评分，n表示区域内的像素个数，c∈{r,g,b}表示图像的红、绿、蓝三个颜色通道，x代表像素坐标，表示第k个区域的图像像素均值，表示第k个区域的图像像素值，分别代表第k个区域的红、绿、蓝颜色像素值。

作为可能的一些实现方式，所述透射图还包括对获取的透射图进行修正，对修正后的透射图进行导向滤波获得最终的透射图。

作为可能的一些实现方式，所述色彩补偿包括采用亮通道色彩补偿方式对复原后的水下图像的RGB三通道进行色彩补偿。

第二方面，本公开提供一种基于颜色曲线分解的水下图像清晰化系统，包括：

背景光值提取模块，被配置为将获取的水下图像均匀划分为若干个区域，指定区域中背景区域评分最高的为最佳背景区域，计算该最佳背景区域内的像素均值作为背景光值；