[发明专利]一种快速有效修复与强化水下图像颜色的方法

权利要求书

1.一种快速有效修复与强化水下图像颜色的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

(1)将原图像进行颜色空间转换后进行白平衡处理，对图像颜色进行修复；

(2)对于修复后的图像，通过对颜色通道直方图拉伸后进行图像参数调节，对图像细节进行增强；

利用改进后的暗通道先验算法估计水下透射率图像，其中，所述暗通道先验算法中的假设为：

根据图像边缘提取算法提取图像中物体的边缘以获得边缘分布图；

结合图像形态学操作方法获取边缘分布图的二值化图，并将此透射率图的灰度值作为权值分布图；

(3)对增强后的图像进行非背景色权值保护处理；

(4)通过透射率图区分背景区域和非背景区域，然后保留非背景区域颜色修复的效果，利用加权求和的方法，将原图像的背景色融入到处理后的图像中的背景色中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)还包括对原图像中有白色“曝光”部分的检测与滤除，对原图中亮度值超过预设阈值的部分不进行任何处理。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)还包括对原图像进行预处理。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中颜色空间为lαβ颜色空间或CIE lab颜色空间。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为：

1)将RGB颜色空间的图像转换到LMS空间:x_j(m,n)＝T_xyz,ijf_i(m,n)；

2)将LMS空间转换到XYZ空间:l_j(m,n)＝T_lms,ijx_i(m,n)；

3)将LMS空间元素取对数操作，然后将其转换到lαβ颜色空间：l_k,j(m,n)＝T_pca,ijl_log,i(m,n)；

4)在lαβ颜色空间或CIE lab颜色空间中通过平移αβ轴或ab轴均值点至(0,0)点完成对白色平衡点的校正；

其中，T_xyz,T_lms和T_pca均为常数矩阵，对应的下标(i,j),(m,n)代表对应的像素的行和列，f_i(m,n)为RGB颜色空间的图像函数，x_j(m,n)为LMS空间的图像函数，l_j(m,n)为XYZ空间的图像函数，l_log,i(m,n)为将LMS空间元素取对数操作后的图像函数，l_k,j(m,n)为转换到lαβ颜色空间或CIE lab颜色空间的图像函数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中为图像参数为对比度，亮度和饱和度中的一种或多种。

7.如权利要求1-2,4-6任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为：

1)采用边缘提取算法提取图像的边缘分布图；

2)对边缘分布图进行处理得到二值化图像，其中白色区域代表非水体背景区域，黑色区域代表水体背景区域；

3)采用暗通道先验理论算法结合背景色信息，计算出图像的透射率图，对透射率图进行滤波处理。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的步骤3)具体为：

A.利用暗通道先验公式，获取透射率图，其阈值为[0,1]；

B.获取原图像的灰度图像；

C.结合灰度图像对获取的透射率图进行滤波处理；

所述滤波处理采用导向滤波方法或双边滤波方法。

9.如权利要求1中所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为：

通过对于HSV颜色各通道进行直方图的拉伸的过程中，对于像素在直方图中像素值排序P_i^index超过最大阈值百分比σ_max的部分取为最大值，即：P₀＝P_max,P_i^index∈[σ_max,1],对于P_i^index小于最小阈值百分比σ_min的部分取为最小值，即：P₀＝P_min,P_i^index∈[0,σ_min],直方图拉伸变换关系式为：P₀＝(P_i-P_min)*(V_max-P_min)/(P_max-P_min)+V_min。