[發(fā)明專利]一種基于遷移理論的水下圖像增強(qiáng)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110414111.7
• 申請(qǐng)日: 2021-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113284058A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米澤田;晉潔;梁政;王輝兵;張軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 大連至誠(chéng)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 張海燕;涂文詩(shī)

1.一種基于遷移理論的水下圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：輸入拍攝到的水下圖像I(x)，獲取水下圖像I(x)的基礎(chǔ)層B(x)；

S2：對(duì)所述水下圖像I(x)進(jìn)行基礎(chǔ)-細(xì)節(jié)分層處理以獲取水下圖像I(x)的細(xì)節(jié)層D(x)；

S3：將基礎(chǔ)層B(x)經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，得到自適應(yīng)基礎(chǔ)層；

S4：采用透射圖估計(jì)的方法處理細(xì)節(jié)層，其步驟如下：

首先，采用中值濾波器對(duì)水下圖像I(x)中的每個(gè)像素的最小分量進(jìn)行濾波：

然后，對(duì)濾波之后的圖像消除紋理，求解透射圖；

最后，將細(xì)節(jié)層進(jìn)行增強(qiáng)；

S5：獲取水下圖像I(x)對(duì)應(yīng)的顯著圖，并得到自適應(yīng)參考圖像：

S6：顏色遷移：將S5得到的自適應(yīng)參考圖像與S3得到的自適應(yīng)基礎(chǔ)層進(jìn)行顏色遷移處理，獲取顏色遷移后的傳輸結(jié)果圖；

S7：將增強(qiáng)后的細(xì)節(jié)層d'與顏色遷移后的傳輸結(jié)果圖O'(x)進(jìn)行重構(gòu)，得到增強(qiáng)后的水下圖像O(x)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于遷移理論的水下圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述基礎(chǔ)-細(xì)節(jié)分層處理的方法為：

將水下圖像I(x)定義為基礎(chǔ)層B(x)和細(xì)節(jié)層D(x)的疊加，即

I^c(x)＝D^c(x)+B^c(x)，c∈{red，green，blue} (1)

于是，細(xì)節(jié)層D(x)由水下圖像I(x)減去基礎(chǔ)層B(x)得到。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于遷移理論的水下圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述處理基礎(chǔ)層的方法如下：

首先調(diào)整基礎(chǔ)層B(x)的亮度，將基礎(chǔ)層從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HSV顏色空間；

然后提取V通道作為亮度信息，得到照度圖，在照度圖中引入局部適應(yīng)因子σ_l(x)和全局適應(yīng)因子σ_g(x)，得到自適應(yīng)的照度圖I′_lum(x)，

在公式(2)中，I_lum(x)為基礎(chǔ)層B(x)轉(zhuǎn)換空間之后的V通道；

σ_g(x)是全局適應(yīng)因子，定義為：

其中：M_g表示均值，S_g表示由公式(2)得到的照度圖中所有像素強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，w_s是給定的控制標(biāo)準(zhǔn)差的參數(shù)；

σ_l(x)是局部適應(yīng)因子，定義為：

其中：S_l是由照度圖中給定的局部窗口求的標(biāo)準(zhǔn)差獲得；

n表示系數(shù)，定義為：

n＝exp(σ_g(x)) (5)

w_g(x)是圖像全局的權(quán)重，定義為：

w_g(x)＝I_lum(x)^k (6)

其中，k是給定的控制全局適應(yīng)因子的參數(shù)；

w_l(x)是圖像局部的權(quán)重，定義為；

w_l(x)＝1-w_g(x) (7)

最后，將自適應(yīng)的照度圖從HSV顏色空間轉(zhuǎn)換到RGB顏色空間，得到自適應(yīng)基礎(chǔ)層O_b(x)，

s表示控制水下圖像顏色的飽和度的指數(shù)。