[发明专利]一种水下图像复原及去噪方法

权利要求书

1.一种水下图像复原及去噪方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1.计算红通道先验图像I^Rprior，并搜索图像中的亮背景点来估计背景光，所述红通道先验图像计算公式如下：

上式中，I为颜色通道下观测的图像，下标为颜色通道；y为以x为中心的邻域Ω(x)内像素；

S2.搜索灰度值最亮的前0.1％的像素，将所述像素中红通道最暗的点设为背景光A_c；

S3.计算图像的粗透射率；

S31.使用k维树聚类算法将经度，纬度相同的像素点进行聚类，同一类像素点构成水下成像非局部先验的一条雾线；

S32.计算图像的粗透射率，公式如下：

其中，t_R(x)为红通道透射率，r(x)为像素点到以背景光A_c为球心的距离，J_R(x)为清晰图像红通道值，A_R(x)为背景光红通道值，下标G和B分别用来表示绿色和蓝色通道；

λ_RG和λ_RB的计算公式如下：

λ_RG＝β_R/β_G

λ_RB＝β_R/β_B

其中，β_R和β_G、β_B分别代表红、绿、蓝通道的光的散射系数；

S4.基于引导滤波算法对所述粗透射率进行优化，得到优化后透射率t_c，计算满足如下约束的透射率

对透射率实施引导图像为I_c的滤波操作，得到优化后的透射率t_c：

S5.通过所述优化后透射率t_c和所述背景光A_c计算得到清晰图像J_c，计算公式如下：

上式中，I为颜色通道下观测的图像，下标为颜色通道,t₀为透射率下限值；

S6.通过引导图像对所述清晰图像J_c实施滤波操作，获得复原同步去噪的清晰图像。

2.根据权利要求1所述的水下图像复原及去噪方法，所述步骤S5进一步包括：

所述滤波操作中的滤波核函数为：

上式中，S(x)定义为待进行滤波的图像，|χ|为邻域Ω(x)内的像素个数；μ和δ²分别为滤波器窗口内引导图像S的均值和方差；ε为调整参数。

3.根据权利要求2所述的水下图像复原及去噪方法，包括：

所述滤波计算公式为：

J_c(x)＝W_[m,n](I′_c(x))I′_c(y)y∈Ω(x)

其中，I'_c(x)的计算公式为：

I′_c(x)＝J_c(x)+n′(x)

n′(x)＝n(x)/t_c(x)

上式中，n(x)为噪声参数，n'(x)为计算得到的水下噪声；y为以x为中心的邻域Ω(x)内像素。