[发明专利]一种水下图像增强方法

权利要求书

1.一种水下图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对水下拍摄得到的原始图像进行反转处理，得到对应的暗通道图像；

步骤2：根据暗通道图像计算全局背景光和水下环境光；

步骤3：计算得出经过导向滤波处理后的水介质对光的透射率；

步骤4：根据所述全局背景光和水介质对光的透射率计算得到初步的去雾处理水下图像；

步骤5：利用多尺度的Retinex算法对初步的去雾处理水下图像进行图像增强处理；

步骤6：利用色彩恢复函数弥补图像失真现象；

步骤7：利用直方图截取平衡不同色彩通道的多尺度Retinex处理值在最终处理图像中的占比，获得二次处理水下图像；

步骤8：利用高斯滤波和引导滤波的双边滤波器对二次处理水下图像进行噪点处理，得到最终图像。

2.根据权利要求1所述的一种水下图像增强方法，其特征在于：所述反转处理采用暗通道先验算法，包括：

求取原始图像的各个色彩通道最小值：

其中，{R,G,B}表示图像颜色空间的三个颜色通道，I^c(x,y)表示原始图像的c颜色通道的单色彩通道图像，c∈{R，G，B}，I^dark(x,y)表示原始图像的暗通道图，Ω表示非纯背景区域内任意的局部区域。

3.根据权利要求1所述的一种水下图像增强方法，其特征在于：步骤2所述根据暗通道图像计算全局背景光和水下环境光包括：

在暗通道图像I^dark(x,y)中选择像素值大于设定阈值的像素点，在RGB三个通道中分别确定所述像素点坐标对应的像素值，每个通道中所述像素点坐标对应的像素值的均值定义为全局背景光A_∞：

其中，N为所述像素点的数量，SUM_R、SUM_G、SUM_B分别表示在R、G、B通道所述像素点坐标对应的像素值之和，表示色彩通道c上的全局背景光数值，c∈{R，G，B}；

对原始水下图像I(x,y)计算水下环境光：

A(x,y)＝A_∞[1-e^-αd(x,y)]

其中，d(x,y)表示像素点(x,y)与拍摄摄像头之间的距离，α代表光线在水体中的衰减系数。

4.根据权利要求1所述的一种水下图像增强方法，其特征在于：步骤3所述经过导向滤波处理后的水介质对光的透射率为：

其中，k为设定的全局调整参数，k＝α·α_λ，α为光线在水体中的衰减系数，α_λ为波长系数；t(x,y)为光线穿越介质的透射率，t(x,y)的预估值满足：

其中，ω∈(0,1)是一个设定的保留系数，I^c(x,y)表示原始图像的c颜色通道的单色彩通道图像，表示色彩通道c上的全局背景光数值，c∈{R，G，B}。

5.根据权利要求1所述的一种水下图像增强方法，其特征在于：所述初步的去雾处理水下图像表达式为：

其中，I(x,y)为原始水下图像，A_∞为全局背景光，为经过导向滤波处理后的水介质对光的透射率，t₀为设定的阈值，当小于t₀的时候，令GMG_k为设定的全局调整参数k对应的图像灰度平均梯度，满足：

其中，P和Q表示拍摄的水下图像I(x,y)的尺寸，尺寸表示为P×Q，遍历循环得到最优的k值，最优k值对应的GMG_k为最大值。