买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明属于水下图像处理技术领域，具体公开了一种水下非均匀光照图像清晰化方法、系统、设备及介质。本发明方法针对水下图像存在的光照不均、偏色和模糊问题，首先利用相机响应模型求取最优曝光率图，增强低照度区域图像；基于层分离技术建立光照模型，去除辉光影响后得到降曝图像；结合原图像提出一种提出多曝光率融合的水下图像光照增强算法，通过加权融合生成光照增强图像；然后提出一种改进的颜色补偿方法，结合通道补偿理论和灰度世界算法进行颜色校正；在此基础上提出一种改进的暗通道去模糊算法，根据灰度变化差异将图像分割为非海洋和海洋背景区域，并基于暗通道先验算法对两区域进行去模糊处理后，最终融合生成清晰的水下图像。

主权项：1.一种水下非均匀光照图像清晰化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.利用相机响应模型求取最优曝光率图，增强低照度区域图像；基于层分离技术建立光照模型，去除辉光影响后得到降曝图像；在饱和度权重、对比度权重和曝光度权重基础上加入辉光图构造权重函数，结合原图像使用拉普拉斯金字塔融合生成光照增强图像；步骤2.首先计算光照增强图像三通道的平均值，然后根据平均值的大小确定衰减最少的通道，使用衰减最少的通道的平均值来计算补偿系数，并对衰减通道进行补偿；对补偿后的图像采用灰度世界算法得到颜色平衡图像；所述步骤2中，对衰减通道进行补偿的过程如下：首先计算图像三通道的平均值，然后根据平均值的大小确定衰减最少的通道； 其中，分别表示图像像素红色通道均值、绿色通道均值、蓝通道均值；使用衰减最少的通道J的平均值来计算补偿系数，并对衰减通道进行补偿； 其中，J表示衰减最小的通道；J1和J2表示去除衰减最小通道后剩余的两个通道，即通道1、通道2；Jc1、Jc2分别表示颜色补偿后的通道1、通道2，α为补偿常量； 与分别表示通道1、通道2的补偿系数；步骤3.首先根据灰度变化差异将颜色平衡图像划分为海洋背景和非海洋背景两个区域；对于非海洋背景区域，采用暗通道先验去模糊处理；对于海洋背景区域利用改进透射率和大气光值估计方法进行去模糊处理；最后将两部分去模糊图像融合得到清晰的水下图像；所述步骤3中，对于非海洋背景区域，采用暗通道先验去模糊处理的过程如下：经过光照增强和颜色校正后，水下图像的简化成像模型表示为：Ix＝Jxtx+A[1-tx]19其中Ix为模糊图像，Jx为期望得到的图像，tx为场景透射率，A为大气光值；首先提取每个像素在RGB三通道中的最小灰度值，生成灰度图；然后，使用最小值滤波生成暗通道图像，分别对式19两边求最小通道，得到： 其中，Jcy表示彩色图像Jy的RGB通道，表示图像的暗通道，Ωx是像素x为中心的一个局部区域；Ac为RGB通道的大气光值；y表示像素集合中的像素；根据暗通道先验理论，无雾图像的暗通道值趋近于零，则得到： 其中tnonskyx表示非海洋背景区域的透射率，表示非海洋背景区域图像Inonskyy的RGB通道，表示非海洋背景区域的RGB通道大气光值；去雾时设置下限阈值t0来控制透射率最小值，则去雾图像由式20获得； 其中，Inonskyx表示模糊图像的非海洋背景区域；Jnonskyx表示非海洋背景区域去模糊图像，Anonsky值的估计方法是通过先查找暗通道中亮度最大的0.1％像素，然后取这些像素在Inonskyx中对应的像素最大值作为Anonsky；对于海洋背景区域利用改进透射率和大气光值估计方法进行去模糊处理的过程如下：在海洋背景区域，将得到的透射率t1＝maxtnonskyx,t0乘以大于1的系数从而修正透射率，并设置上下限范围，约定则海洋背景区域透射率为：tskyx＝mint1*t2,123其中，tskyx表示海洋背景区域去模糊图像，Iskyx表示模糊图像的海洋背景区域，Asky表示海洋背景区域的大气光值，K表示正参数；得到tskyx参数之后，代入公式19的成像模型得到海洋背景区域的去模糊图像Jskyx；所述步骤3中，将两部分去模糊图像融合得到清晰的水下图像的过程如下：通过RGB通道获取最小值通道Iminx,y为： 其中Icx,y表示单通道值，c∈{R,G,B}；当最小值通道Iminx,y大于设定值时为海洋背景区域，将权重值μx,y设定为1，如下：如果Iminx,y＞ω，μx,y＝125其中，ω为设定值；当最小值通道小于或等于设定值时为非海洋背景区域；非海洋背景区域像素为：Px,y＝{Iminx,y∣Iminx,y≤ω}26对非海洋背景区域像素进行归一化为： 其中，Pgx,y表示归一化后的像素；Px,y表示非海洋背景区域像素；minPx,y表示非海洋背景区域像素的最小值；maxPx,y表示非海洋背景区域像素的最大值；如果Iminx,y≤ω，μx,y＝Pgx,y28通过权重函数对非海洋背景区域和海洋背景区域去模糊图像进行融合，得到全局去模糊图像，计算公式如下：Jzx,y＝μx,yJnonskyx+1-μx,yJskyx29其中Jzx,y表示去模糊图像，至此得到水下清晰化图像。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东科技大学 一种水下非均匀光照图像清晰化方法、系统、设备及介质