[發明專利]一種基于遷移理論的水下圖像增強方法

在審

• 申請號: 202110414111.7
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113284058A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 米澤田;晉潔;梁政;王輝兵;張軍
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 張海燕;涂文詩

本發明公開了一種基于遷移理論的水下圖像增強方法，其中主要包括：將水下拍攝到的圖像通過加權最小二乘法進行分層處理，得到原始圖像的基礎層，細節層，對原始圖像進行顯著分離，得到顯著層，然后對基礎層進行亮度調整，得到自適應的基礎層，在細節層中加入原始圖像的透射圖，得到增強后的細節層，這有利于很好的保留原始圖像的細節信息。將初始參考圖像與原始圖像的細節層和顯著圖相加，得到自適應參考圖像，然后與基礎層進行顏色遷移，得到結果與增強后的細節層重構，得到最終增強后的水下圖像。該方法不僅恢復了水下圖像的顏色，而且還很好的去除了水下圖像的霧度。

技術領域

本發明涉及水下圖像處理領域，尤其涉及一種基于遷移理論的水下圖像增強方法。

背景技術

顏色遷移是一種眾所周知的圖像處理方法，可以將一張圖像的顏色遷移到另一張圖像，而保持另一張圖像的場景不發生變化，從而實現圖像的色彩遷移，但在水下成像環境中，由于水中懸浮粒子吸收和散射的影響，顏色通道衰減的很厲害，尤其是紅色通道信息，并且在求解透射圖的過程中會出現不期望的顏色偽影，拉伸操作也會放大紅色通道的顏色噪聲，使得圖像會產生嚴重的色偏和低對比度，降低了圖像的質量。并且傳統的方法不能在對水下圖像進行增強的時候，同時實現對水下圖像的去霧，水下圖像增強的效果不佳。

發明內容

本發明提供一種基于遷移理論的水下圖像增強方法，其中主要包括：將水下拍攝到的圖像通過加權最小二乘法進行分層處理，得到原始圖像的基礎層，細節層，對原始圖像進行顯著分離，得到顯著層，然后對基礎層進行亮度調整，得到自適應基礎層，在細節層中加入原始圖像的透射圖，得到增強后的細節層，這有利于很好的保留原始圖像的細節信息。將初始參考圖像與原始圖像的細節層和顯著圖相加，得到自適應參考圖像，然后與基礎層進行顏色遷移，得到結果與增強后的細節層重構，得到最終增強后的水下圖像。該方法不僅恢復了水下圖像的顏色，而且還很好的去除了水下圖像的霧度。具體如下：

本發明所公開的一種基于遷移理論的水下圖像增強方法，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)的基礎層B(x)；

S2：對所述水下圖像I(x)進行基礎-細節分層處理以獲取水下圖像I(x)的細節層D(x)；

S3：將基礎層B(x)經過計算處理，得到自適應基礎層；

S4：采用透射圖估計的方法處理細節層，其步驟如下：

首先，采用中值濾波器對水下圖像I(x)中的每個像素的最小分量進行濾波：

然后，對濾波之后的圖像消除紋理，求解透射圖；

最后，將細節層進行增強；

S5：獲取水下圖像I(x)對應的顯著圖，并得到自適應參考圖像：

S6：顏色遷移：將S5得到的自適應參考圖像與S3得到的自適應基礎層進行顏色遷移處理，獲取顏色遷移后的傳輸結果圖；

S7：將增強后的細節層d'與顏色遷移后的傳輸結果圖O'(x)進行重構，得到增強后的水下圖像O(x)。

進一步的，所述基礎-細節分層處理的方法為：

將水下圖像I(x)定義為基礎層B(x)和細節層D(x)的疊加，即

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

于是，細節層D(x)由水下圖像I(x)減去基礎層B(x)得到。

進一步的，所述處理基礎層的方法如下：

首先調整基礎層B(x)的亮度，將基礎層從RGB顏色空間轉換為HSV顏色空間；