[发明专利]一种基于颜色通道局域补偿的水下图像颜色校正算法

权利要求书

1.一种基于颜色通道局域补偿的水下图像颜色校正算法，其特征在于，其步骤包括：

S1：获取待校正的水下目标图像，通过退化映射图公式计算所述水下目标图像的绿色与蓝色通道退化映射值，所述退化映射图公式(1)为：

A^c(x,y)＝1-I^c(x,y) (1)

式中，A^c(x,y)为c颜色通道的退化映射值，I^c(x,y)为c颜色通道中(x,y)位置像素的强度值，RGB空间中波长最长的红色隧道为退化颜色隧道，无需与绿色通道、蓝色通道进行比较；

S2：对所述绿色与蓝色通道退化映射值进行均值化计算，并得到绿色通道退化映射均值mean[A^G(x,y)]以及蓝色通道退化映射均值mean[A^B(x,y)]；

S3：比较mean[A^G(x,y)]与mean[A^B(x,y)]数值大小，退化映射均值较小的颜色通道为主导颜色通道，退化映射均值较大的颜色通道为退化颜色通道；

S4：补偿后的退化颜色通道(x,y)位置像素的强度值I_d^c(x,y)与待补偿的退化颜色通道(x,y)位置像素的强度值I_d(x,y)的差值ΔI_d(x,y)由公式(2)表示为：

式中，α_Ω(x,y)为在一个特定的滑动窗口Ω内退化颜色通道(x,y)位置的局域补偿参数，为主导颜色通道的强度均值，为退化颜色通道的强度均值，I_D(x,y)为主导颜色通道中(x,y)位置像素的强度值，I_d(x,y)为待补偿的退化颜色通道中(x,y)位置像素的强度值；

S5：对所述公式(2)进行引导滤波公式推导并得到局域补偿参数α_Ω(x,y)的计算公式(3)为：

式中，σ²为I_D(x,y)在滑动窗口Ω内的方差，|n|为I_D(x,y)在滑动窗口Ω内的像素数量，|n|＝2；为滑动窗口Ω内主导颜色通道像素强度的平均值，为滑动窗口Ω内相应退化颜色通道像素强度的平均值；

S6：根据滑动窗口Ω的轨迹、大小以及α_Ω(x,y)计算(x,y)位置的补偿参数α(x,y)，所述α(x,y)的计算公式(4)为：

根据n＝2，则滑动窗口Ω的大小为n²＝4即滑动窗口每次覆盖4个像素大小的区域；滑动窗口Ω采用“自左向右，自上向下”的方式逐行逐列覆盖滑动，则覆盖同一像素位置将被α_Ω＝1,α_Ω＝2,α_Ω＝3,α_Ω＝4滑动窗口四次覆盖，每次覆盖的α_Ω(x,y)值由式(3)得到；

S7：根据颜色通道补偿公式以及计算得到的α(x,y)，计算补偿后的c退化颜色通道中(x,y)位置像素的强度值所述颜色通道补偿公式(5)为：

S8：对所述补偿后的水下目标图像进行gray-world白平衡处理得到最终颜色校正图像。

2.根据权利要求1所述基于颜色通道局域补偿的水下图像颜色校正算法，其特征在于，所述gray-world白平衡的计算公式(6)为：

式中，R(x,y)为白平衡前的红色通道在(x,y)位置像素的强度值，C_R(x,y)为白平衡后的红色通道在(x,y)位置像素的强度值，k_r为红色通道的平衡参数，G(x,y)为白平衡前的绿色通道在像素位置(x,y)的强度值，C_G(x,y)为白平衡后的绿色通道在(x,y)位置像素的强度值，k_g为绿色通道的平衡参数，B(x,y)为白平衡前的蓝色通道在像素位置(x,y)的强度值，C_B(x,y)为白平衡后的蓝色通道在(x,y)位置像素的强度值，k_b为蓝色通道的平衡参数。

3.根据权利要求1所述基于颜色通道局域补偿的水下图像颜色校正算法，其特征在于，所述k_r、k_g、k_b的计算公式(7)为：

式中，R_avg为白平衡前红色通道像素强度平均值，G_avg为白平衡前绿色通道像素强度平均值，B_avg为白平衡前蓝色通道像素强度平均值。