水下图像增强方法技术

本申请实施例提供了一种水下图像增强方法

【技术实现步骤摘要】
水下图像增强方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种水下图像增强方法
、
装置
、
电子设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]目前许多水下图像增强方法采用基于神经网络的方法，而目前的水下成像传感器在没有照明源的情况下难以获得清晰的水下图像
。
由于水的吸收和散射特性，光线在水中传播时会受到很大的衰减，水下环境中的光衰减
、
背景光散射以及浮游生物和悬浮颗粒对光的散射等问题都会导致图像中的噪声和失真从而使图像质量下降，使图像数据存在显著的不确定性
。
这对基于神经网络方法的处理结果产生了巨大的影响
。
[0003]因此，以上技术问题，亟待业内解决
。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的主要目的在于提出一种水下图像增强方法
、
装置
、
电子设备及存储介质，以克服现有技术中的不足
。
[0005]本申请实施例公开了如下技术方案：
[0006]一方面，本申请实施例提供了一种水下图像增强方法，所述方法包括：
[0007]采用基于对比度最优的透射率估计方法对获取的原始水下图像进行处理，得到第一透射率，其中，基于对比度最优的透射率估计方法使得处理后的水下图像的对比度均方差最大；
[0008]采用基于暗通道先验的透射率估计方法对所述原始水下图像进行处理，得到第二透射率；
[0009]根据所述第一透射率和所述第二透射率在对应像素点上的最大值，得到最大透射率；
[0010]采用基于光衰减差的背景光估计方法对所述原始水下图像进行背景光估计，得到背景光的估计值，其中，基于光衰减差的背景光估计方法根据距离相机最远的点的像素值来估计所述背景光；
[0011]将所述最大透射率
、
所述背景光的估计值和所述原始水下图像输入水下成像模型，得到目标图像
。
[0012]在其中一个实施例中，所述方法还包括：
[0013]使用引导滤波优化所述最大透射率
。
[0014]在其中一个实施例中，所述方法还包括：
[0015]使用灰度世界算法校正所述目标图像的颜色
。
[0016]在其中一个实施例中，所述采用基于对比度最优的透射率估计方法对获取的原始水下图像进行处理，得到第一透射率，具体为：
[0017]根据所述原始水下图像计算第一透射率，所述第一透射率的计算公式如下：
[0018][0019]其中，为所述第一透射率，
I
C
(x,y)
表示所述原始水下图像上位置
(x,y)
处的像素点在
C
通道的像素值，
C∈{R,G,B}
，
R、G
和
B
分别为红
、
绿和蓝色通道，
A
C
是背景光
。
[0020]在其中一个实施例中，所述采用基于暗通道先验的透射率估计方法对所述原始水下图像进行处理，得到第二透射率，具体为：
[0021]根据所述原始水下图像计算第二透射率，所述第二透射率的计算公式如下：
[0022][0023]其中，
t
DCP
(x,y)
是所述第二透射率，
(x,y)∈
Ω
表示坐标点
(x,y)
属于区域
Ω
，
I
C
(x,y)
表示所述原始水下图像像素上位置
(x,y)
处的像素点在
C
通道的像素值的像素值，
C∈{R,G,B}
，
R、G
和
B
分别为红
、
绿和蓝色通道，
A
C
是背景光
。
[0024]在其中一个实施例中，所述根据所述第一透射率和所述第二透射率在对应像素点上的最大值，得到最大透射率，具体为：
[0025]计算所述第一透射率和所述第二透射率在对应像素点上的最大值作为所述最大透射率，所述最大透射率的表达式如下：
[0026][0027]其中，
t
Cmax
(x,y)
为所述最大透射率，
I
C
(x,y)
表示所述原始水下图像上位置
(x,y)
处的像素点在
C
通道的像素值，
C∈{R,G,B}
，
R、G
和
B
分别为红
、
绿和蓝色通道，
A
C
是背景光，
t
DCP
(x,y)
是所述第二透射率
。
[0028]在其中一个实施例中，所述将所述最大透射率
、
所述背景光的估计值和所述原始水下图像输入水下成像模型，得到目标图像包括：
[0029]所述目标图像的表达式如下：
[0030][0031]其中，
I
C
(x,y)
表示所述原始水下图像上位置
(x,y)
处的像素点在
C
通道的像素值，
J
C
(x,y)
为
I
C
(x,y)
对应的目标图像的像素值，
t
Cmax
(x,y)
是所述最大透射率，
I
C
(x
max
,y
max
)
是所述原始水下图像中距离相机最远的点的像素值，是所述背景光
。
[0032]在其中一个实施例中，所述根据所述距离相机最远的点的像素值来估计所述背景光包括：
[0033]当根据所述距离相机最远的点对应于多个点时，背景光
A
C2
的值为这些点像素的平均值，公式如下：
[0034][0035]其中，
A
C
是所述背景光，
I
C
(x
max
,y
max
)
是所述原始水下图像中距离相机最远的点的像素值
。
[0036]另一方面，本申请实施例提供了一种水下图像增强装置，所述装置包括：
[0037]第一透射率获取模块，用于采用基于对比度最优的透射率估计方法对获取的原始
水下图像进行处理，得到第一透射率，其中，基于对比度最优的透射率估计方法使得处理后的水下图像的对比度均方差最大；
[0038]第二透射率获取模块，用于采用基于暗通道先验的透射率估计方法对所述原始水下图像进行处理，得到第二透射率；
[0039]最大透射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水下图像增强方法，其特征在于，所述方法包括：采用基于对比度最优的透射率估计方法对获取的原始水下图像进行处理，得到第一透射率，其中，基于对比度最优的透射率估计方法使得处理后的水下图像的对比度均方差最大；采用基于暗通道先验的透射率估计方法对所述原始水下图像进行处理，得到第二透射率；根据所述第一透射率和所述第二透射率在对应像素点上的最大值，得到最大透射率；采用基于光衰减差的背景光估计方法对所述原始水下图像进行背景光估计，得到背景光的估计值，其中，基于光衰减差的背景光估计方法根据距离相机最远的点的像素值来估计所述背景光；将所述最大透射率
、
所述背景光的估计值和所述原始水下图像输入水下成像模型，得到目标图像
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：使用引导滤波优化所述最大透射率
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：使用灰度世界算法校正所述目标图像的颜色
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用基于对比度最优的透射率估计方法对获取的原始水下图像进行处理，得到第一透射率，具体为：根据所述原始水下图像计算第一透射率，所述第一透射率的计算公式如下：其中，为所述第一透射率，
I
C
(x,y)
表示所述原始水下图像上位置
(x,y)
处的像素点在
C
通道的像素值，
C∈{R,G,B}
，
R、G
和
B
分别为红
、
绿和蓝色通道，
A
C
是背景光
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用基于暗通道先验的透射率估计方法对所述原始水下图像进行处理，得到第二透射率，具体为：根据所述原始水下图像计算第二透射率，所述第二透射率的计算公式如下：其中，
t
DCP
(x,y)
是所述第二透射率，
(x,y)∈
Ω
表示坐标点
(x,y)
属于区域
Ω
，
I
C
(x,y)
表示所述原始水下图像像素上位置
(x,y)
处的像素点在
C
通道的像素值的像素值，
C∈{R,G,B}
，
R、G
和
B
分别为红
、
绿和蓝色通道，
A
C
是背景光
。6.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一透射率和所述第二透射率在对应像素点上的最大值，得到最大透射率，具体为：计算所述第一透射率和所述第二透射率在对应像素点上的最大值作为所述最大透射率，所述最大透射...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏秉华，任廷抒，周壮，王腾辉，
申请(专利权)人：广东维特斯光电有限公司，
类型：发明
国别省市：