[發明專利]基于閾值分割的非均勻光場水下目標探測圖像增強方法

有效

• 申請號: 201410215926.2
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN104008528A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 范新南;史朋飛;巫鵬;馬金祥;謝迎娟;張卓
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種圖像增強方法，具體涉及一種基于閾值分割的非均勻光場水下目標探測圖像增強方法，本發明屬于圖像處理領域。

背景技術

在非均勻光場水下目標探測圖像獲取方面，由于水體對光的散射和吸收，目前主要依靠近距離拍獲取物體表面紋理信息，輔助光源的使用不可避免會產生的照明不均勻現象。光照不均勻表現為以照明光最強點為中心，徑向逐漸衰弱，存在光照偏亮、正常、偏暗三個區域，偏亮區域與偏暗區域亮度形成強烈反差，視覺效果不佳，且偏暗區域所包含的紋理信息容易被忽略，紋理特征獲取困難。若使用更多的光源以消除光照不均勻現象，這樣就造成了成本的增加，且在深水中拍攝的續航時間也會由于照明消耗而縮短，不利于水下拍攝的進行。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于閾值分割的非均勻光場水下目標探測圖像增強方法，解決現有技術中對于非均勻光場水下目標探測圖像中光照不均勻的技術問題。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

1.基于閾值分割的非均勻光場水下目標探測圖像增強方法，其特征在于，包括：

步驟一：讀入一幅非均勻光場水下目標探測圖像；

步驟二：將步驟一中讀入的非均勻光場水下目標探測圖像轉換為原始灰度圖像；

步驟三：從灰度圖像中擬合出光照強弱分布圖，根據光照強弱分布圖將原始灰度圖像劃分為若干像素帶；

步驟四：設置閥值，根據閥值將像素帶合并為偏亮區域、正常區域和偏暗區域；

步驟五：選取正常區域，計算目標參數；

步驟六：根據目標參數，對每個像素帶進行勻光處理。

2.根據權利要求1所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標探測圖像增強方法，其特征在于，所述步驟四包括：設置0～1之間的兩個閾值a和閥值b，設置[0,a)之間的像素帶為偏暗區域，[a,b)之間的像素帶為正常區域，[b,1]之間的像素帶為偏亮區域。

3.根據權利要求2所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標探測圖像增強方法，其特征在于，所述目標參數包括正常區域灰度值的標準差和均值。

4.根據權利要求3所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標探測圖像增強方法，其特征在于，所述步驟三包括：

步驟3a：建立濾波掩膜，所述濾波掩膜為其中m表示矩形掩膜的行數，n表示矩形掩膜的列數；

步驟3b：擬合光照強弱分布圖，在圖像中逐點移動濾波掩膜X(m,n)的中心,在原始灰度圖中每個點(x,y)處，濾波器在該點處的響應是濾波掩膜所限定的響應鄰域像素與濾波器系數的乘積結果的累加，滑動濾波掩模實現圖像的模糊處理，擬合出光照強弱分布圖；當模板超出圖像邊界時，通過復制圖像邊界值來擴展；

步驟3c：劃分像素帶，根據步驟3a中擬合的光照強弱分布圖的灰度值，統計在各灰度值內的像素點數量pi，根據灰度值從小到大依次累加像素點數量，當像素點總數量A超過閾值d時，其中d=原始圖像像素總數/300，將原始圖像中在此灰度值下的像素點合并為一個像素帶，并將像素點總量A清空，再重復累加合并的過程，直到遍歷所有像素點。

5.根據權利要求3所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標探測圖像增強方法，其特征在于，所述均值為標準差為其中N表示在所在區域中的像素點總數，I_i表示所在區域中第i個像素點的灰度值。

6.根據權利要求5所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標探測圖像增強方法，其特征在于，所述步驟六為：以目標參數為標準，使用基于改進仿射陰影構成模型的勻光公式對原始灰度圖的每個像素帶進行勻光處理。

7.根據權利要求6所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標探測圖像增強方法，其特征在于，所述步驟六包括：

步驟6a:包括對光照偏亮區域、偏暗區域、正常區域進行勻光處理；其中對偏亮區域和偏暗區域的勻光處理是分別將偏亮區域和偏暗區域作為問題區域，以勻光的目標參數為標準，對問題區域進行勻光處理；對光照正常區域的處理，是為了去除由于勻光處理造成偏亮區域、偏暗區域與正常區域之間亮度的不平滑過渡；