[发明专利]一种基于亮通道的水下图像色彩恢复算法

说明书

本发明公开了一种基于亮通道的水下图像色彩恢复算法，包括以下步骤：获取原水下图像的亮通道图；基于得到的亮通道图对原水下图像的红、绿、蓝三通道进行色彩补偿；使用灰世界白平衡算法对色彩补偿后的图像进行色彩调整。本发明有益效果：在亮通道的基础上对图像的红、绿、蓝三个通道进行色彩补偿，再经过灰世界白平衡对图像色彩进行调整。经实验证明该算法能快速、有效的恢复图像色彩，提高水下图像的对比度。

技术领域

本发明涉及一种图像处理方法，具体来说，涉及一种基于亮通道的水下图像色彩恢复算法。

背景技术

对比声呐图像，光视觉图像分辨率高，包含丰富的视觉感知信息，故基于光视觉的探测技术在水下近距离作业中具声呐探测无法代替的优势。但是光在水中传播时，水介质及水中微粒对光线分别产生吸收与散射作用。吸收作用导致水下获取的图像产生颜色偏差；散射作用导致水下获取的图像雾化。因此，水下获取的图像存在模糊，对比度低，色彩不均衡等缺陷。这类降质的图像对后续特征提取造成巨大影响。

目前，水下图像增强方法种类繁多，可归纳为两大类：空域法和变换域法。变换域法如傅里叶变换和小波变换等，因水下图像成像环境复杂，单纯依靠变换域技术无法彻底解决水下图像退化问题。空域法包括限制对比度直方图均衡化、白平衡、基于Retinex的图像增强算法、基于先验知识的图像增强算法等。上述算法在某种程度上改善水下图像视觉质量，但存在产生伪影、颜色失真及计算量大等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种基于亮通道的水下图像色彩恢复算法，该方法在亮通道的基础上对图像的红、绿、蓝三个通道进行色彩补偿，再经过灰世界白平衡对图像色彩进行调整。经实验证明该算法能快速、有效的恢复图像色彩，提高水下图像的对比度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种基于亮通道的水下图像色彩恢复算法，包括以下步骤：

(1)获取原水下图像的亮通道图；

(2)基于得到的亮通道图对原水下图像的红、绿、蓝三通道进行色彩补偿；

(3)使用灰世界白平衡算法对色彩补偿后的图像进行色彩调整。

进一步地，所述步骤(1)中，获取原水下图像的亮通道图，具体为：

I_L(x)为获取的亮通道图，I_c(y)为原图像，表示在原图像的每个像素点处取r，g，b三通道的最大值作为该像素点的值，表示最大值滤波，取滤波窗口中心点在x处的邻域内最大值作为该点的像素值。

进一步地，所述步骤(2)中，进行色彩补偿的方法具体为：

其中，I_rc(x),I_gc(x),I_bc(x)分别为色彩补偿后的红绿蓝三通道图像，I_r(x),I_g(x),I_b(x)分别为原水下图像的红绿蓝三通道图像，I_L(x)为亮通道图像，I_r(x),I_g(x),I_b(x),I_L(x)计算前须归一化到[0,1]区间，分别为图像I_L(x),I_r(x),I_g(x),I_b(x)的均值，λ为调节因子。

进一步地，补偿后的输出值可能会大于1，须采用线性归一化的方法将其映射到[0,1]区间，最后乘以255，并向下取整。