【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于颜色校正和红通道先验的水下彩色图像复原方法,属于图像处理
技术介绍
近年来,随着水下环境感知需求的增加,水下成像技术得到了迅猛发展,主要被用于水下勘测、水下机器人、海洋生物监测及海洋军事等方面。然而水下成像与大气成像有很大的不同,受水下光的散射和衰减作用的影响,采集得到的水下光学图像具有对比度低、雾化严重、光照不均等特点,给图像的人工判读和自动解析带来了极大的困难。因此,研究水下光学图像复原技术,还原水下图像的真实面貌,对水下目标探测与识别、海洋资源勘探与监测、水下工程监测等领域的应用具有重要意义。图像复原方法是针对失真或者降质的图像,恢复图像原始的内容或者质量。一般来说,此类方法会包含对图像退化模型的分析,再进行逆推,达到复原的效果。复原方法得到的图像大都有较好的色彩保真度,与其原貌有较高的相似性。图像复原分为两种情况,一种是缺乏图像先验,另一种是拥有丰富的图像先验,通常后者比前者能够获得更好的复原效果。而在已有的对水下图像复原技术的研究中,以建立水下成像系统的退化模型为主要手段。Hou等人使用联合点扩散函数和调制传递函数来解决水下图像的模糊效应。Grosso和Voss通过实验的方法测量水下的光学传递函数,测量精度较高。刘智深等人则利用海洋辐射传递的变换来计算海水中的光学传递函数。虽然上述方法在某种程度上能够修复水下图像的模糊效应,改善对比度和可见度,但这些方法都需要测量指定水域的水下退化系统的相关光学特性,增加了工作量,灵活性低。暗通道图像先验,基于经观察得到的一个关键事实——绝大多数的户外无雾图像的每个局部区域都存在 ...
【技术保护点】
一种基于颜色校正和红通道先验的水下彩色图像复原方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:对原彩色图像从RGB颜色空间转换为YIQ颜色空间,对其中的亮度分量Y进行Retinex算法处理,其它分量I、Q保持不变,然后再从YIQ颜色空间转换到RGB颜色空间,得到消除光照不均后的彩色图像;步骤二:对步骤一得到的彩色图像计算红通道先验图像、背景光和景深;步骤三:利用水的散射系数和不同颜色光的波长的关系,并结合步骤二得到的背景光,以蓝色光为参照,计算红、绿颜色通道相对于蓝颜色通道衰减系数的比值;再利用上述比值和步骤二得到的景深,计算红、绿、蓝色光在相同传播距离下的衰减因子;步骤四:采用步骤三得到的RGB三个颜色通道的衰减因子,根据水下衰减成像模型对步骤一得到的彩色图像进行补偿,再结合朗伯特漫反射模型与灰度世界算法来估计光源颜色;再对经补偿后的图像消除光源颜色,得到颜色校正后的图像;步骤五:由步骤四得到的颜色校正后的图像计算红通道先验图像、背景光和红通道的透射率;再根据绿、蓝颜色通道相对于红通道的衰减系数比值,来修正绿、蓝颜色通道的的透射率;步骤六:由红通道先验图像复原的公式计算得到复原图像。
【技术特征摘要】
1.一种基于颜色校正和红通道先验的水下彩色图像复原方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:对原彩色图像从RGB颜色空间转换为YIQ颜色空间,对其中的亮度分量Y进行Retinex算法处理,其它分量I、Q保持不变,然后再从YIQ颜色空间转换到RGB颜色空间,得到消除光照不均后的彩色图像;步骤二:对步骤一得到的彩色图像计算红通道先验图像、背景光和景深;步骤三:利用水的散射系数和不同颜色光的波长的关系,并结合步骤二得到的背景光,以蓝色光为参照,计算红、绿颜色通道相对于蓝颜色通道衰减系数的比值;再利用上述比值和步骤二得到的景深,计算红、绿、蓝色光在相同传播距离下的衰减因子;步骤四:采用步骤三得到的RGB三个颜色通道的衰减因子,根据水下衰减成像模型对步骤一得到的彩色图像进行补偿,再结合朗伯特漫反射模...
【专利技术属性】
技术研发人员:周妍,蔡晨东,李庆武,霍冠英,
申请(专利权)人:河海大学常州校区,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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