[發明專利]一種水下偏振圖像融合增強方法

在審

• 申請號: 202110993183.1
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113822829A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 徐國明;夏樂雯;夏朝陽;葛賡
• 申請（專利權）人: 南京威視科技有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/80;G06T7/90;G06K9/46
• 代理公司: 合肥上博知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34188
• 代理人: 周超

1.一種水下偏振圖像融合增強方法，其特征在于，包括以下步驟：

預先搭建集束光源作為水下照明建立非均勻光場，在距離目標場景的同一位置對所述目標場景進行不同角度的偏振圖采集，并將獲取的偏振圖構成偏振圖組；

進行對偏振圖組內不同角度的偏振圖分別進行復原，獲得不同角度的偏振復原圖像集；

基于人眼視覺特性進行水下偏振圖像的特征融合，獲取細節信息豐富且對比度高的偏振融合結果圖像，包括以下步驟：

將獲取的偏振圖像轉換為LAB色彩空間；

并基于L通道上的自適應Gamma校正結果L_G和顏色校正后的L通道作為兩個輸入執行小波分解，對小波分解后的結果進行自適應融合；

將L通道與顏色通道A和B組合起來得到LAB圖像，并將圖像從LAB空間轉換為RGB空間輸出，獲取偏振圖像融合優化。

2.根據權利要求1所述的水下偏振圖像融合增強方法，其特征在于，所述距離目標場景的同一位置對所述目標場景進行不同角度的偏振圖采集，包括以下步驟：

預先在水下攝像機前裝配線偏振片，在距離目標場景標定位置，調整偏振片角度對所述目標場景采集多張偏振圖。

3.根據權利要求2所述的水下偏振圖像融合增強方法，其特征在于，所述進行對偏振圖組內不同角度的偏振圖分別進行復原，包括以下步驟：

基于獲取當前位置的圖像場景的總光強圖像、水平方向和垂直方向的強度差圖像，并確定當前位置圖像場景的偏振度；

進行根據當前位置的圖像場景的總光強圖像，獲取總光強圖像的暗通道圖像；

確定暗通道圖像的只含散射效應的區域，并在只含散射效應區域內確定最亮像素點的位置，獲取只含散射效應的區域；

基于當前位置獲取只含散射效應的區域的偏振度和偏振角，進行對當前位置的圖像場景進行復原。

4.根據權利要求3所述的水下偏振圖像融合增強方法，其特征在于，所述獲取的偏振圖像轉換為LAB色彩空間，包括以下步驟：

進行移除圖像中的色偏，表示為：

其中，C表示RGB三個通道，表示各通道中的最大值，表示各通道中的最小值；

再進行對色彩校正后的圖像的紅色通道進行基于藍、綠色通道的自適應的色彩補償，表示為：

其中，μ_R、μ_G和μ_B分別為用來對紅色通道進行補償的RGB三個通道所對應的系數；

獲取顏色校正圖像I_CC。

5.根據權利要求4所述的水下偏振圖像融合增強方法，其特征在于，所述基于L通道上的自適應Gamma校正，包括以下步驟：

標定L通道的取值范圍為[0,100]；

基于伽馬校正，表示為:

其中，L為I_CC的亮度通道，L_G為Gamma校正后的亮度通道，指數γ(x,y)為伽馬值。

6.根據權利要求5所述的水下偏振圖像融合增強方法，其特征在于，所述小波分解，包括基于二維離散小波變換，表示為：

其中，H表示低通濾波器操作，G表示高通濾波器操作，r和c分別表示輸入的二維圖像的行與列，C_j代表第j級的低通分量，C_j+1為C_j的低頻信息，D^H_j+1為C_j的高頻垂直方向信息，D^V_j+1為C_j的高頻水平方向信息，D^D_j+1為C_j的高頻對角線上的信息。

7.根據權利要求6所述的水下偏振圖像融合增強方法，其特征在于，所述獲取偏振圖像融合，包括對兩個輸入圖的低頻帶C_L和C_LG進行加權平均操作，其融合后每個圖像的低頻帶，表示為：

C_L′＝λ₁C_L+λ₂C_LG；

其中，λ₁+λ₂＝1。