[發明專利]一種基于低秩分解與融合的水下圖像增強方法

有效

• 申請號: 202110393892.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113191992B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 姜求平;康耀祖;邵楓
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T5/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 周玨

本發明公開了一種基于低秩分解與融合的水下圖像增強方法，其先獲得顏色校正后的水下圖像；對顏色校正后的水下圖像進行處理，采用伽馬校正方法獲得高對比圖像，采用歸一化非銳化掩蔽方法獲得細節突出圖像；對高對比圖像和細節突出圖像各自的L通道進行低秩分解得到各自的第一層基礎層圖像和第一層細節層圖像，再獲取各自的第二層基礎層圖像和第二層細節層圖像；對第二層基礎層圖像進行簡單加權融合，采用核范數對第一層細節層圖像進行融合、對第二層細節層圖像進行融合；對三個融合結果進行加和得到L通道，結合a通道和b通道各自的均值得到增強結果圖像；優點是能在保留大量圖像細節的情況下進行融合，能提高融合結果的主觀感知和客觀評價分數。

技術領域

本發明涉及一種水下圖像增強方法，尤其是涉及一種基于低秩分解與融合的水下圖像增強方法。

背景技術

水下視覺是海洋科學研究和海洋工程中最基本的部分之一，如水下成像技術，有助于海底勘探研究海洋生物學和檢查地質環境，除此以外，自主水下航行器(AUV)也可以依靠水下視覺在復雜條件下控制自身。然而，水下成像受光衰減和散射光以及低端光學成像設備的影響，會導致最終成像結果出現多種問題。例如，光衰減會導致水下圖像內光照強度較弱，并會引入顏色偏移，而周圍的散射光會導致場景的外觀被模糊掉，因此水下圖像通常會發生退化，如低對比度、顏色偏移和噪聲。除此以外，水下成像還受其他幾個重要因素的影響，包括水溫和鹽度，以及水中顆粒物的類型和數量。嚴峻的水下環境使得水下圖像的外觀和顏色難以恢復，而顏色和對比度對于水下視覺任務和研究是極其重要的。因此，如何有效地增強水下圖像，使其接近于無水的地面圖像已成為一個具有挑戰性的問題。

傳統的水下圖像增強方法往往只關注顏色或者對比度中的其中一個，然而，這種水下圖像增強方法的處理結果并不符合人眼對于水下圖像的期望，不但如此，這種水下圖像增強方法的處理結果在客觀上也不符合一幅優秀圖像的評價。因此，傳統的水下圖像增強方法演變出了基于融合的策略，將多方面的處理結果進行有效地融合，獲得符合人眼期望的水下圖像，同時在客觀評價上也能獲得優秀的成績。但是，普通的融合方法并不能完美地融合圖像，通常都是以損失圖像細節作為代價。所以如何在保留圖像細節的情況下，盡可能地融合出優秀的水下圖像是目前水下圖像融合領域中需要研究解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于低秩分解與融合的水下圖像增強方法，其能夠在保留大量圖像細節的情況下進行融合，進而能夠有效地提高融合結果的主觀感知和客觀評價分數。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于低秩分解與融合的水下圖像增強方法，其特征在于包括以下步驟：