[发明专利]一种水下图像增强方法及增强装置

说明书

本发明提供一种水下图像增强方法及增强装置，能够提高水下图像复原准确性和效率。所述方法包括：获取水下原始图像，并根据水下成像特点，建立水下光学成像模型；利用水下光学成像模型与大气模型相似的特点，利用对透射率进行线性规划的暗通道先验去雾算法对水下原始图像进行清晰化处理，得到第一清晰图像，其中，所述清晰化处理包括：对比度增强；利用灰度世界算法对水下原始图像进行颜色校正，得到第二清晰图像；利用基于小波变换的图像融合算法将第一清晰图像与第二清晰图像进行融合，得到水下复原图像。本发明涉及图像增强与复原技术领域。

技术领域

本发明涉及图像增强与复原技术领域，特别是指一种水下图像增强方法及增强装置。

背景技术

由于水体中悬浮颗粒对光线的吸收及散射作用，以及不同波长的光在水下的衰减程度不同，水下图像通常存在细节模糊、对比度低、颜色失真等问题，因此，需要改善水下图像质量。由于，水下光学成像模型和雾天成像模型具有一定的相似性，因此，可借鉴传统的暗通道先验去雾方法消除水下的后向散射模糊，恢复清晰图像。但与色偏不明显的雾天图像不同，水体介质对不同波长的光的吸收特性存在很大差异，传统的暗通道先验去雾算法对透射率的计算存在偏差，不适用于水下区域，当像素点的强度接近水下环境光值时，去雾的图像会出现局部的色斑，出现色偏效应。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水下图像增强方法及增强装置，以解决现有技术所存在的暗通道先验去雾方法复原水下图像，会出现色偏效应的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种水下图像增强方法，包括：

获取水下原始图像，并根据水下成像特点，建立水下光学成像模型；

利用水下光学成像模型与大气模型相似的特点，利用对透射率进行线性规划的暗通道先验去雾算法对水下原始图像进行清晰化处理，得到第一清晰图像，其中，所述清晰化处理包括：对比度增强；

利用灰度世界算法对水下原始图像进行颜色校正，得到第二清晰图像；

利用基于小波变换的图像融合算法将第一清晰图像与第二清晰图像进行融合，得到水下复原图像。

进一步地，水下光学成像模型表示为：

I(x)＝J(x)·t(x)+A·(1-t(x))

其中，I(x)表示水下原始图像，J(x)表示第一清晰图像，t(x)表示场景光透射率，A表示水下环境光。

进一步地，所述暗通道先验去雾算法采用的清晰化处理公式为：

其中，t₀表示透射率阈值。

进一步地，对t(x)进行重新线性规划至t(x)_change：

t(x)_change＝t(x)*0.9+0.1

其中，t(x)_change表示重新规划后的透射率。

进一步地，所述利用水下光学成像模型与大气模型相似的特点，利用暗通道先验去雾算法对水下原始图像进行清晰化处理，得到第一清晰图像包括：

对水下原始图像进行降采样处理；

将降采样处理得到的缩小图像作为输入，计算暗通道和透射率图像；

使用双线性插值的方式重构暗通道和透射率图像，得到具有原图大小的第一清晰图像。

进一步地，所述利用灰度世界算法对水下原始图像进行颜色校正，得到第二清晰图像包括：

通过色温校正在水下原始图像的R、G、B三个通道乘以各自的增益，调节R、G、B三色的比例，得到：