[发明专利]一种基于红通道衰弱的水下图像增强方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于红通道衰弱的水下图像增强方法及系统，获取水下图像的红通道，绿通道，以及蓝通道像素值；对于红通道的每一个像素值，通过该像素值领域里的绿通道和蓝通道的像素值进行补偿，得到色彩补偿后的图像；使用白平衡算法对色彩补偿后的图像进行色彩调整。优点：本发明对红通道衰弱严重的水下图像通过利用水下衰减相对较小的绿通道和蓝通道对红通道的像素值进行补偿，然后通过白平衡算法对图像色彩进行调整；本发明能够自适应的补偿红通道的像素值，使其最大程度接近原本值，同时不会产生颜色过曝或伪影等不利现象。

技术领域

本发明涉及一种基于红通道衰弱的水下图像增强方法及系统，属于图像处理技术领域。

背景技术

现今，陆地上的资源开采难以满足科技和经济发展的需求，人们已经将目标转向占据地球表面七成以上的海洋。而水下环境十分复杂，首先海水对不同波长的光线具有不同的吸收特性，自然光或人工光源在水中传播2米后其红色分量就会被完全吸收，传播10米左右时就只剩下绿色和蓝色分量；其次海水中还存在着各种不同的悬浮颗粒，光在传播时受到这些悬浮介质微粒的影响，偏离原来直线传播的方向，变为各个不同的方向，出现散射特性。这些原因不仅导致图像传感器直接获取的水下图像的背景呈现蓝绿色，还使得采集的图像出现对比度低、边缘细节模糊、亮度不均匀、清晰度差等状况。

水下图像增强算法种类繁多，主要可以分为空域法和变换域法。其中，空域的方法是对图像上的像素直接进行处理，一般是灰度级上的映射处理，包括直方图均衡化和限灰度世界假设、白平衡以及Retinex增强理论等。变换域的方法是通过某种映射关系将空间域转换到变化域，并利于变化域的特点来对图像进行处理，最后再转回空间域。常见的变换域方法包括利用傅里叶变换以及小波变换等。但是现有的算法虽然在一定程度上改善了水下图像的视觉效果，但是在处理红通道衰减严重的水下图像时会出现图像过曝现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于红通道衰弱的水下图像增强方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于红通道衰弱的水下图像增强方法，获取水下图像的红通道，绿通道，以及蓝通道像素值；

对于红通道的每一个像素值，通过该像素值领域里的绿通道和蓝通道的像素值进行补偿，得到色彩补偿后的图像；

使用白平衡算法对色彩补偿后的图像进行色彩调整。

进一步的，所述获取水下图像的红通道，绿通道，以及蓝通道像素值步骤之后还包括：

对像素值进行归一化处理。

进一步的，所述通过该像素值领域里的绿通道和蓝通道的像素值进行补偿采用的补偿公式如下：

α+β＝1

式中，I_r,com(x,y)表示红通道补偿后的像素值；I_r(x,y)、I_g(x,y)和I_b(x,y)分别表示红通道、绿通道、蓝通道的像素值；α和β均是一个小于1常系数；I_g表示该像素值领域中绿色通道的归一化平均值，I_b表示该像素值领域中蓝色通道的归一化平均值。

进一步的，所述通过该像素值领域里的绿通道和蓝通道的像素值进行补偿步骤之后还包括：

进行逆归一化，合成色彩补偿后的图像。

一种基于红通道衰弱的水下图像增强系统，包括：

获取模块，用于获取水下图像的红通道，绿通道，以及蓝通道像素值；

补偿模块，用于对于红通道的每一个像素值，通过该像素值领域里的绿通道和蓝通道的像素值进行补偿，得到色彩补偿后的图像；