[发明专利]一种基于双光源融合的水下图像增强系统及拍摄图像复原方法

说明书

本发明提供一种基于双光源融合的水下图像增强系统及拍摄图像复原方法，涉及测量技术领域。滑轨连接双光源和水下相机，双光源位于水下相机两侧。光源Ⅰ和光源Ⅱ交替发光，同时水下相机拍摄，获取两幅源图像。对获取的局部对比权重系数图、显著性区域权重图、曝光权重图加权融合，得到加权分布图，对两幅源图像进行拉普拉斯金字塔分解，对权重分布图进行高斯金字塔分解，进行拉普拉斯金字塔融合，获得复原图像。本发明解决了现有技术中水下短距目标拍摄模糊不清，图像质量较差技术问题。本发明有益效果为：针对水下短距目标的照明与复原效果更佳。更好地突出目标纹理特征与灰度分布信息，提供一种针对定向观测目标的水下图像增强和复原方法。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是涉及一种对水下短距目标的拍摄系统及该系统拍摄图像复原处理的方法。

背景技术

地球百分之七十以上的面积是海洋，海洋中蕴藏着丰富的资源有待人们去探测。水下图像拍摄是其中的一种探测手段。水下拍摄成像时，水体对光线的吸收导致光能量的衰减以及水分子和水中杂质引起的散射现象对光线的偏移，导致水下图像采集到的信息弱而模糊不清，图像质量较差。中国专利申请公布号CN107220944A，申请公布日2017年9月29日，名称为“水下原位图像复原系统及其方法”的发明专利申请，公开了一种水下原位图像复原方法。包括水下机器人框架、激光手电筒、CCD相机以及支架，水下机器人框架有N条处于同一水平面的横杆，N为大于等于3的整数，在每条横杆的一端均设置所述激光手电筒，在横杆的另一端设置支架，CCD相机安装在支架上，激光手电筒正对CCD相机，且激光手电筒发出的光束与CCD相机的镜头处于同一水平线上。复原方法步骤：S1：构建水下原位图像复原系统，将CCD相机设置在水下机器人框架横杆的一端的不同位置处，在横杆的另一端设置有激光手电筒，同时测得CCD相机在距激光手电筒N个不同距离处的点扩散函数，N为大于等于3的整数；S2：根据步骤S1中测得的点扩散函数以及体散射函数公式，确定该水下原位图像复原系统的点扩散函数；S3：根据图像退化模型，得到水下降质图像的复原图像。该系统及复原方法采用激光束来给CCD相机观察点定位，并得到光在水介质中的退化系数。对水下激光源的波长与安装位置要求严格。水下激光突出的是映射点的扩散状态，而不是突出观测目标的纹理特征，所以，该系统及复原方法仅能实现水下环境的复原，而无法对观测目标进行增强。

发明内容

为了解决现有技术中水下短距目标拍摄模糊不清，图像质量较差的技术问题，本发明提供一种基于双光源融合的水下图像增强系统及拍摄图像复原方法，达到方便水下短距目标图像拍摄，经过处理后拍摄图像在关键细节上清晰度高，图像质量好的目的。

本发明的技术方案是：一种基于双光源融合的水下图像增强系统，它包括：位于水下的被摄物，被摄物上方设有滑轨，滑轨连接有光源Ⅰ、水下相机和光源Ⅱ，水下相机光轴与被摄物的被摄目标平面垂直，光源Ⅰ和光源Ⅱ位于水下相机两侧，光源Ⅰ和光源Ⅱ射出光线与水下相机光轴成锐角夹角，光源Ⅰ和光源Ⅱ射出光线照明区域覆盖被摄物的被摄目标。滑轨与被摄物之间的距离可调整，光源Ⅰ和光源Ⅱ沿滑轨可调整，获得更好的照度，拍摄更清晰的图像。

作为优选，光源Ⅰ和光源Ⅱ为卤素灯；在水介质中的穿透性更佳，能够得到更高的亮度、色温和发光效率。

作为优选，滑轨为圆弧形，半径为被摄物至水下相机之间的距离；保障被摄物处于光源Ⅰ、光源Ⅱ的有效照射下。