本申請(qǐng)涉及圖像增強(qiáng)，特別是涉及顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法。

背景技術(shù)：

1、水下圖像的獲取在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用中都具有重要的作用，包括用于海洋、湖泊、河流、水壩等水下領(lǐng)域的探測、維護(hù)和作業(yè)。但是由于水下環(huán)境的光學(xué)特性，以及水下環(huán)境的復(fù)雜性，增加了水下圖像成像的難度。

2、在復(fù)雜的水下環(huán)境中，水域介質(zhì)對(duì)不同波長的光吸收具有選擇性，導(dǎo)致拍攝的水下圖像可能出現(xiàn)色彩偏差。此外，水中懸浮微粒會(huì)引起光線散射，導(dǎo)致水體渾濁度高。因此，直接從水下拍攝的圖像難以獲得理想信息。為解決這些問題，對(duì)涉及水下圖像的任務(wù)在研究之前需要進(jìn)行有針對(duì)性的處理。提出有效的增強(qiáng)方法能夠提高圖像對(duì)比度、增強(qiáng)細(xì)節(jié)并校正色彩，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3、當(dāng)前已有很多水下圖像增強(qiáng)方法，例如m.j.islam，“fast?underwater?imageenhancement?for?improved?visual?perception”ieee?robotics?andautomationletters，提出了一種基于條件生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)水下圖像增強(qiáng)模型，稱為funie-gan。以及w.zhang的“underwater?image?enhancement?via?minimal?color?loss?and?locallyadaptive?contrast?enhancement”ieee?transactions?on?image?processing。為了解決由于波長相關(guān)的光吸收和散射，水下圖像通常會(huì)產(chǎn)生色差和能見度低等退化問題，提出了一種高效、魯棒的水下圖像增強(qiáng)方法，稱為mlle。但都在適應(yīng)性、處理復(fù)雜場景中的顏色豐富程度上和抗噪性等方面存在一些限制。

4、為解決以上問題，需要提供一種能夠克服傳統(tǒng)方法所面臨的魯棒性和適用性不強(qiáng)等問題的水下圖像增強(qiáng)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供一種顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法，提高了水下圖像增強(qiáng)的魯棒性和適用性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法，包括：

4、獲取原始水下圖像；

5、利用改進(jìn)水下暗通道先驗(yàn)算法，基于所述原始水下圖像，確定第一增強(qiáng)圖；

6、利用rgb色彩平衡算法，基于所述原始水下圖像，確定第二增強(qiáng)圖；

7、分別計(jì)算所述第一增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)和所述第二增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)；

8、基于各所述顯著性權(quán)重系數(shù)，利用高斯金字塔分解和拉普拉斯金字塔分解，對(duì)所述第一增強(qiáng)圖和所述第二增強(qiáng)圖進(jìn)行融合，得到增強(qiáng)后的水下圖像。

9、可選地，利用改進(jìn)水下暗通道先驗(yàn)算法，基于所述原始水下圖像，確定第一增強(qiáng)圖，包括：

10、對(duì)所述原始水下圖像進(jìn)行水下暗通道估計(jì)，得到水下暗通道圖像；

11、基于所述水下暗通道圖像，進(jìn)行全局大氣光值計(jì)算，得到水下環(huán)境光圖像；

12、基于所述水下環(huán)境圖像，確定透射率；

13、基于所述原始水下圖像、所述水下環(huán)境光圖像和所述透射率，確定所述第一增強(qiáng)圖。

14、可選地，利用rgb色彩平衡算法，基于所述原始水下圖像，確定第二增強(qiáng)圖，包括：

15、確定所述原始水下圖像的各顏色通道的像素均值；所述顏色通道包括：紅色通道、綠色通道和藍(lán)色通道；

16、基于各顏色通道的像素均值，確定對(duì)應(yīng)顏色通道的飽和度調(diào)整級(jí)別；

17、基于各顏色通道的像素均值和飽和度調(diào)整級(jí)別，確定對(duì)應(yīng)顏色通道的飽和度調(diào)整后的圖像；

18、基于所有顏色通道的飽和度調(diào)整后的圖像，確定所述第二增強(qiáng)圖。

19、可選地，分別計(jì)算所述第一增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)和所述第二增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)，包括：

20、分別對(duì)所述第一增強(qiáng)圖進(jìn)行顏色通道平均化和高斯濾波，得到顏色通道平均化后的第一增強(qiáng)圖和高斯濾波后的第一增強(qiáng)圖；

21、基于顏色通道平均化后的第一增強(qiáng)圖和高斯濾波后的第一增強(qiáng)圖，確定第一顯著性圖；

22、分別對(duì)所述第二增強(qiáng)圖進(jìn)行顏色通道平均化和高斯濾波，得到顏色通道平均化后的第二增強(qiáng)圖和高斯濾波后的第二增強(qiáng)圖；

23、基于顏色通道平均化后的第二增強(qiáng)圖和高斯濾波后的第二增強(qiáng)圖，確定第二顯著性圖；

24、基于所述第一顯著性圖和所述第二顯著性圖，確定所述第一增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)和所述第二增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)。

25、可選地，基于各所述顯著性權(quán)重系數(shù)，利用高斯金字塔分解和拉普拉斯金字塔分解，對(duì)所述第一增強(qiáng)圖和所述第二增強(qiáng)圖進(jìn)行融合，得到增強(qiáng)后的水下圖像，包括：

26、利用高斯金字塔分解和拉普拉斯金字塔分解，基于所述第一增強(qiáng)圖、所述第二增強(qiáng)圖、所述第一增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)和所述第二增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)，確定多層金字塔輸出圖像；

27、對(duì)各層金字塔輸出圖像進(jìn)行疊加，得到增強(qiáng)后的水下圖像。

28、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N計(jì)算機(jī)裝置，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法。

29、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法。

30、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法。

31、根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)峁┑木唧w實(shí)施例，本申請(qǐng)公開了以下技術(shù)效果：

32、本申請(qǐng)公開了一種顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法，在獲取原始水下圖像之后，首先，利用改進(jìn)水下暗通道先驗(yàn)算法，基于原始水下圖像，確定第一增強(qiáng)圖；其次，利用rgb色彩平衡算法，基于原始水下圖像，確定第二增強(qiáng)圖；再次，分別計(jì)算第一增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)和第二增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)；最后，基于各顯著性權(quán)重系數(shù)，利用高斯金字塔分解和拉普拉斯金字塔分解，對(duì)第一增強(qiáng)圖和第二增強(qiáng)圖進(jìn)行融合，得到增強(qiáng)后的水下圖像。本申請(qǐng)基于改進(jìn)水下暗通道先驗(yàn)算法、rgb色彩平衡算法、高斯金字塔分解和拉普拉斯金字塔分解，提高了水下圖像增強(qiáng)的魯棒性和適用性。

技術(shù)特征：

1.一種顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，利用改進(jìn)水下暗通道先驗(yàn)算法，基于所述原始水下圖像，確定第一增強(qiáng)圖，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，利用rgb色彩平衡算法，基于所述原始水下圖像，確定第二增強(qiáng)圖，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，分別計(jì)算所述第一增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)和所述第二增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，基于各所述顯著性權(quán)重系數(shù)，利用高斯金字塔分解和拉普拉斯金字塔分解，對(duì)所述第一增強(qiáng)圖和所述第二增強(qiáng)圖進(jìn)行融合，得到增強(qiáng)后的水下圖像，包括：

6.一種計(jì)算機(jī)裝置，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法。

7.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法。

8.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開一種顯著性特征引導(dǎo)的水下圖像增強(qiáng)方法，涉及圖像增強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括：獲取原始水下圖像；利用改進(jìn)水下暗通道先驗(yàn)算法，基于原始水下圖像，確定第一增強(qiáng)圖；利用RGB色彩平衡算法，基于原始水下圖像，確定第二增強(qiáng)圖；分別計(jì)算第一增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)和第二增強(qiáng)圖的顯著性權(quán)重系數(shù)；基于各顯著性權(quán)重系數(shù)，利用高斯金字塔分解和拉普拉斯金字塔分解，對(duì)第一增強(qiáng)圖和第二增強(qiáng)圖進(jìn)行融合，得到增強(qiáng)后的水下圖像。本申請(qǐng)?zhí)岣吡怂聢D像增強(qiáng)的魯棒性和適用性。

技術(shù)研發(fā)人員：黃紅武,楊鎵煒,高秀晶,林凡超,金俊杰,張碧雯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/31