1.一种基于亮通道透射率补偿的水下图像去雾及偏色校正方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)获取水下有雾偏色图像I;
2)对水下有雾偏色图像I的红、绿、蓝三个通道的灰度图图像分别进行滤波,获取红、绿、蓝三个通道的亮通道图ILR、ILG、ILB;
3)求取背景光的估计值;
对亮通道图ILR、ILG、ILB的像素值进行升序排列,分别从ILR、ILG、ILB图中选取亮度最小的前0.2%的像素点,然后在初始输入有雾偏色图像I中找到这些像素点对应位置像素的灰度值,并对比这些像素点的灰度值,取最大值作为水下背景光的估计,记为AR、AG、AB;
4)建立水下图像成像模型,将亮通道引入水下成像模型中,得到三通道的粗略透射率估计;
5)偏色处理:对三通道的粗略透射率估计进行修正;
6)去雾处理:将修正后三通道的透射率进行区域最大值比较得到精确的透射率图T;
7)根据水下图像成像模型,获得去雾及偏色校正后的复原图J。
2.根据权利要求1所述的基于亮通道透射率补偿的水下图像去雾及偏色校正方法,其特征在于,所述步骤2)中采用最大值滤波器对水下有雾偏色图像I的红)、绿、蓝三个通道的灰度图像IR、IG、IB分别进行滤波,获取三个通道的亮通道图ILR、ILG、ILB;
ILR=maxy∈Ω(x)IR(y)
ILG=maxy∈Ω(x)IG(y)
ILB=maxy∈Ω(x)IB(y)
其中,Ω(x)为x像素位置周围的像素领域,IR(y)、IG(y)、IB(y)分别代表三通道的灰度图。
3.根据权利要求1所述的基于亮通道透射率补偿的水下图像去雾及偏色校正方法,其特征在于,所述步骤4)中水下图像成像模型如下Iλ(x)=Jλ(x)Tλ(x)+Aλ,∞(1-Tλ(x)) λ∈(R,G,B)其中,x代表水下图像的像素点;Iλ代表相机接收的能量;Jλ代表被观测物体的真实能量,即去雾后的水下图像;Aλ,∞表示全局背景光;Tλ代表透射率,即真实能量通过水的传播最终到达相机的能量的比。
4.根据权利要求3所述的基于亮通道透射率补偿的水下图像去雾及偏色校正方法,其特征在于,所述步骤4)将亮通道引入水下成像模型中,得到三通道的粗略透射率估计表示如下:其中,Ω(x)为x像素位置周围的像素领域。
5.根据权利要求1所述的基于亮通道透射率补偿的水下图像去雾及偏色校正方法,其特征在于,所述步骤5)对三通道的粗略透射率估计进行修正,具体如下:
5.1)对红通道透射率进行取反操作,获得修正后的红通道透射率Tr’;
红通道的粗略透射率估计
取反操作后
5.2)对蓝绿通道投射率进行修正,根据衰减关系添加衰减权重得到绿蓝通道透射率的精确值Tg’和Tb’;
其中,衰减系数i1=-0.00113,i2=1.62517,λr、λg、λb为红蓝绿三色光的波长。
6.根据权利要求1所述的基于亮通道透射率补偿的水下图像去雾及偏色校正方法,其特征在于,所述步骤6)中引入修正因子w0用来进行去雾处理;
T=1-w0max(Tr′,Tg′,Tb′)
其中,当w0为1是表示完全去雾,Tr′,Tg′,Tb′的动态范围为[0,1]。
7.根据权利要求6所述的基于亮通道透射率补偿的水下图像去雾及偏色校正方法,其特征在于,w0设置为0.85。
8.根据权利要求1所述的基于亮通道透射率补偿的水下图像去雾及偏色校正方法,其特征在于,所述步骤7)中通过水下图像成像模型得到水下图像的复原模型如下:为了防止透射率太小导致结果出现太大偏差,加入修正因子t0;其中q为透射率图T经过快速引导滤波后的得到的透射率图;
通过步骤3)中背景光的估计值确定AR、AG、AB,限制水下各部分的影响得到以下公式:三通道合并归一化到[0,255]即可得到去雾后的清晰图像J。