[发明专利]一种基于低秩分解与融合的水下图像增强方法

说明书

本发明公开了一种基于低秩分解与融合的水下图像增强方法，其先获得颜色校正后的水下图像；对颜色校正后的水下图像进行处理，采用伽马校正方法获得高对比图像，采用归一化非锐化掩蔽方法获得细节突出图像；对高对比图像和细节突出图像各自的L通道进行低秩分解得到各自的第一层基础层图像和第一层细节层图像，再获取各自的第二层基础层图像和第二层细节层图像；对第二层基础层图像进行简单加权融合，采用核范数对第一层细节层图像进行融合、对第二层细节层图像进行融合；对三个融合结果进行加和得到L通道，结合a通道和b通道各自的均值得到增强结果图像；优点是能在保留大量图像细节的情况下进行融合，能提高融合结果的主观感知和客观评价分数。

技术领域

本发明涉及一种水下图像增强方法，尤其是涉及一种基于低秩分解与融合的水下图像增强方法。

背景技术

水下视觉是海洋科学研究和海洋工程中最基本的部分之一，如水下成像技术，有助于海底勘探研究海洋生物学和检查地质环境，除此以外，自主水下航行器(AUV)也可以依靠水下视觉在复杂条件下控制自身。然而，水下成像受光衰减和散射光以及低端光学成像设备的影响，会导致最终成像结果出现多种问题。例如，光衰减会导致水下图像内光照强度较弱，并会引入颜色偏移，而周围的散射光会导致场景的外观被模糊掉，因此水下图像通常会发生退化，如低对比度、颜色偏移和噪声。除此以外，水下成像还受其他几个重要因素的影响，包括水温和盐度，以及水中颗粒物的类型和数量。严峻的水下环境使得水下图像的外观和颜色难以恢复，而颜色和对比度对于水下视觉任务和研究是极其重要的。因此，如何有效地增强水下图像，使其接近于无水的地面图像已成为一个具有挑战性的问题。

传统的水下图像增强方法往往只关注颜色或者对比度中的其中一个，然而，这种水下图像增强方法的处理结果并不符合人眼对于水下图像的期望，不但如此，这种水下图像增强方法的处理结果在客观上也不符合一幅优秀图像的评价。因此，传统的水下图像增强方法演变出了基于融合的策略，将多方面的处理结果进行有效地融合，获得符合人眼期望的水下图像，同时在客观评价上也能获得优秀的成绩。但是，普通的融合方法并不能完美地融合图像，通常都是以损失图像细节作为代价。所以如何在保留图像细节的情况下，尽可能地融合出优秀的水下图像是目前水下图像融合领域中需要研究解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于低秩分解与融合的水下图像增强方法，其能够在保留大量图像细节的情况下进行融合，进而能够有效地提高融合结果的主观感知和客观评价分数。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于低秩分解与融合的水下图像增强方法，其特征在于包括以下步骤：