[發明專利]用于重建水下圖像顏色的方法和裝置

在審

• 申請號: 202011337282.6
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112132925A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 劉志國;郭超穎
• 申請（專利權）人: 上海彩虹魚海洋科技股份有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T7/55;G06T7/514
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 姚丹紅;楊麗

1.一種用于重建水下圖像顏色的方法，包括：

獲取第一圖像，所述第一圖像表示圖像采集設備在水下場景中拍攝到的圖像；

從所述第一圖像獲得距離圖Z，其中所述距離圖Z中的像素指示所述圖像采集設備與所述水下場景中實際成像對象之間的距離z，并且其中，所述距離圖Z中的像素與所述第一圖像中的像素一一對應；

基于所述距離圖Z來計算水下環境光、反向散射系數和衰減系數，其中所述反向散射系數因變于所述距離z，并且所述衰減系數因變于所述距離z；

基于所述水下環境光、所述反向散射系數和所述衰減系數來計算第二圖像；

對所述第二圖像進行全局白平衡，獲得第三圖像；以及

輸出所述第三圖像。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，計算所述第二圖像進一步包括求解下式：。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述距離圖Z是通過以下至少一者來獲得的：運動恢復結構、雙目視覺或深度傳感器。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述距離圖Z來計算所述水下環境光和所述反向散射系數進一步包括：

對所述距離圖Z中的所有像素從極小值到極大值進行排序以獲得第一經排序像素集合；

將所述第一經排序像素集合等分為多個第一經排序像素子集；

對于每個第一經排序像素子集，對所述第一圖像中的對應像素從極小值到極大值進行排序以獲得第二經排序像素集合，并選擇所述第二經排序像素集合中從極小值開始的預定比例的像素作為第二經排序像素子集；

將與所述多個第一經排序像素子集相等數目的多個第二經排序像素子集組合成圖像子集；

通過進行最小誤差擬合，計算出所述水下環境光和所述反向散射系數，其中表示所述圖像子集處的反向散射信號估計，并且，其中)表示因變于與所述圖像子集中的像素相對應的距離z的反向散射系數。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，將所述第一經排序像素集合等分為多個第一經排序像素子集包括：將所述第一經排序像素集合等分為10個第一經排序像素子集。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，選擇所述第二經排序像素集合中從極小值開始的預定比例的像素作為第二經排序像素子集包括：選擇所述第二經排序像素集合中從極小值開始的1%的像素作為第二經排序像素子集。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述距離圖Z來計算所述衰減系數包括基于下式來計算所述衰減系數：

其中a、b、c、d為通過以下步驟求解出的常數：

基于局部光源估計和所述距離圖Z來計算衰減系數初始估計；

基于所述局部光源估計和所述衰減系數初始估計來計算距離估計；

進行最小誤差擬合，計算出a、b、c、d。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述局部光源估計是使用以下至少一種方法來計算的：Retinex方法、或LSAC方法。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述第二圖像進行全局白平衡進一步包括求解下式：

其中表示水下環境光中所述圖像采集設備的白點，并且能夠通過統計學方法或機器學習方法獲得。