[发明专利]一种水下图像清晰化处理方法

摘要

本发明公开了一种水下图像清晰化处理方法，首先，利用局部shade of Gray算法计算预处理图像的背景光；基于水下图像成像模型，通过设置阈值来判断是否将红通道的信息加入到暗通道先验中；同时考虑到人工光源的影响，根据图像前景和背景亮度判断是否存在人工光源，若存在人工光源，则加入饱和度指标并改进暗通道先验；利用散射系数与波长的关系来估计散射率，根据三通道的衰减系数估计衰减率；最终得到复原的清晰图像。本发明图像处理方法可弥补目前很多方法假设蓝绿通道衰减率一致的缺陷；可有效避免人工光源、白色物体和噪声等影响。不仅能有效增强图像的对比度，还能很好地处理三通道透射率估计不准确带来的色偏问题。

主权项

一种水下图像清晰化处理方法，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算法求得水下图像I的背景光Bc,∞；步骤2、针对所述水下图像I，首先设定红通道的阈值，该阈值取值为0.1～0.5，然后对红通道求均值，若均值大于设定的阈值，则将红通道信息加入暗通道先验，否则仅考虑蓝绿通道；步骤3、将水下图像I由RGB颜色空间转换到Lab颜色空间，提取水下图像I的亮度分量L；将亮度分量L分为大小相同的上下两部分，上半部分为背景，下半部分为前景，计算这两部分的均值当前景的均值大于背景的均值时，则存在人工光源，否则不存在人工光源；若人工光源存在，则将饱和度加入暗通道先验，利用饱和度指标对暗通道进行修正，其中，按照式(1)计算饱和度指标，利用式(2)对暗通道进行修正Sat(I(x))=max(IR(x),IG(x),IB(x))-min(IR(x),IG(x),IB(x))min(IR(x),IG(x),IB(x))---(1)]]>式(1)中，IR(x)表示水下图像I的R通道，IG(x)表示水下图像I的G通道，IB(x)表示水下图像I的B通道；Jdark(x)=min(mina1·JR(y)y∈Ω(x),minJG(y)y∈Ω(x),minJB(y)y∈Ω(x),mina2·Sat(y)y∈Ω(x))→0---(2)]]>式(2)中，JR(y)表示清晰图像J的R通道，JG(y)表示清晰图像J的G通道，JB(y)表示清晰图像J的B通道；当红通道均值大于阈值时，a1＝1；否则，a1＝0；若存在人工光源时，a2＝1；否则，a2＝0；步骤4、根据式(2)得出三通道的散射率t'α(x)：tα′(x)=min(a1minIR(y)y∈Ω(x)BR,∞,minIG(y)y∈Ω(x)BG,∞,minIB(y)y∈Ω(x)BB,∞,λ·a2·miny∈Ω(x)sat(y))---(3)]]>式(3)中，λ∈[0,1]；采用导向滤波对式(3)得到的散射率tα'(x)进行优化，得到优化之后的散射率tα(x)；步骤5、计算水下图像IR、G、B通道中最小衰减通道的衰减率：分别计算G通道和B通道的均值，从而判断出最小衰减通道；若G通道为最小衰减通道，其衰减率为若B通道为最小衰减通道，其衰减率为步骤6、计算除最小衰减通道之外的两个通道的衰减率：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，然后结合步骤5求得的衰减率或得出另外两个通道的衰减率；步骤7、最终复原的清晰图像为