[发明专利]融合暗通道与全局直方图拉伸的水下图像色彩恢复方法

权利要求书

1.融合暗通道与全局直方图拉伸的水下图像色彩恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集水下图像，进行相关预处理形成标准RGB图像；

(2)对彩色图像进行暗通道模型建模：

I_c(x)＝J_c(x)t_c(x)+(1-t_c(x))B_c

其中，c表示图像的通道，从R、G、B三个中进行取值；I_c(x)表示像素点x去雾后通道c的值，J_c(x)表示输入图像通道c的值，t_c(x)表示通道c的折射率，B_c表示通道c的大气光值；Ω(x)表示滑动窗口，d(x)是像素x在通道c上，按照指定窗口滑动时得到的整体相关最小值；ω是经验调节参数；λ_c是通道补偿参数；

(3)对标准RGB图像进行直方图拉伸模型建模，采用的直方图拉伸模型如下：

其中分别是输出图像通道c上的图层、输入图像通道c上的图层；是图像通道c图层上自动调整的上下限参数，上阈值下阈值是在输入图像通道c图层中两个参与图像拉伸的阈值；

(4)寻找图像中参与拉伸的像素阈值；

(5)确定直方图拉伸模型的参数；所述直方图拉伸模型的参数通过结合暗通道模型、灰度世界算法的假设、以及像素值分布函数拟合确定；

结合暗通道模型和灰度世界算法确定直方图拉伸模型中的自动调整参数利用灰度世界算法假设自然色彩图像，RGB三个通道的像素值，引入参数k_c：

其中k_c表示水下图像离一幅自然图像在各个通道上的差距，avg_c是图像在通道c上的像素值的平均值，取通道c的平均折射率为t_c＝avg{t_c(x)}，则

其中，I_c表示像素点x去雾后通道c的值；

所述像素值分布函数是利用瑞利分布RD_c模拟图像通道c中像素值分布规律：

其中a_c是瑞利分布的控制参数，x是像素点，瑞利分布的方差σ_c：

结合瑞利分布的方差和控制参数，确定步骤(5)中直方图拉伸模型中的自动调整参数

(6)进行直方图拉伸，对形成的图像进行再次进行色彩均衡。

2.如权利要求1所述的融合暗通道与全局直方图拉伸的水下图像色彩恢复方法，其特征在于，步骤(1)中，采用的高斯滤波G和中值滤波M非线性结合的方式进行降噪的预处理。

3.如权利要求2所述的融合暗通道与全局直方图拉伸的水下图像色彩恢复方法，其特征在于，所述暗通道模型中通道补偿参数λ_c按照如下方式确定：

4.如权利要求3所述的融合暗通道与全局直方图拉伸的水下图像色彩恢复方法，其特征在于，在通道c中，对每个像素点x的像素值v_c(x)进行递增排序，得到index(v_c(x))，按如下方式得到参与拉伸的像素阈值

其中n是像素总个数，x_i表示像素点，v_c(x_i)表示像素x_i的像素值。

5.如权利要求4所述的融合暗通道与全局直方图拉伸的水下图像色彩恢复方法，其特征在于，步骤(6)中，利用直方图拉伸对前述步骤得到的图像进行色彩均衡，此时采用的拉伸函数如下：