[发明专利]基于暗通道先验的非均匀光场水下目标探测图像增强方法

摘要

本发明公开了一种基于暗通道先验的非均匀光场水下目标探测图像增强方法，包括：获取非均匀光场水下探测目标原始彩色图像，通过最小值滤波算法，计算对应的透射图；将原始彩色图像转换为原始灰度图像，将原始图像划分为偏亮区域、正常区域和偏暗区域；计算各区域的光照向量；应用导向滤波方法计算原始彩色图像在透射图条件下对应的导向滤波输出图像；计算原始图像不同的亮度区域的恢复增强图像；对匀光处理恢复图像从均值、方差、对比度和信息熵等方面进行定量评价，直至恢复增强图像满足指标要求。本发明中用到的光照向量加权的导向滤波方法，能在不同亮度区域之间进行平滑均衡处理，使得处理后的图像整体协调性加强、纹理信息丰富。

主权项

1.基于暗通道先验的非均匀光场水下目标探测图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：获取水下目标原始彩色图像I；第二步：计算出图像I的透射图T(I)；第三步：将原始彩色图像转换为原始灰度图像Gray(I)，统计分析原始灰度图像中前0.1％亮度最高的像素点的密度分布，将原始图像划分为偏亮区域、正常区域和偏暗区域；偏亮区域、正常区域和偏暗区域的原始光照向量分别表示为Abrt、Anml和Adrk；第四步：计算原始彩色图像中偏亮区域、正常区域和偏暗区域的原始光照向量，不同区域的计算光照向量由各区域的原始光照向量加权得到；偏亮区域、正常区域和偏暗区域的计算光照向量分别表示为A′brt、A′nml和A′drk；第五步：应用导向滤波方法计算原始彩色图像I在透射图T(I)条件下对应的导向滤波输出图像Q(I)；第六步：以导向滤波输出图像Q(I)作为透射图，分区域给定计算光照向量，按照不同的颜色通道，应用暗通道先验理论，计算原始图像不同的亮度区域的恢复增强图像J；第七步：对恢复增强图像J从均值、方差、对比度和信息熵方面进行定量评价；第八步：若恢复增强图像不满足定量评价指标要求，则重新返回第四步进行光照向量加权处理直到满足定量评价指标要求；如果满足定量评价指标要求，则恢复增强图像J为基于暗通道先验的非均匀光场水下目标探测增强图像；第三步中，Abrt、Anml和Adrk表示为：Abrt＝[Abrt(R),Abrt(G),Abrt(B)]Anml＝[Anml(R),Anml(G),Anml(B)]Adrk＝[Adrk(R),Adrk(G),Adrk(B)]其中，Abrt(R)为偏亮区域红色通道向量值，Abrt(G)为偏亮区域绿色通道向量值，Abrt(B)为偏亮区域蓝色通道向量值；Anml(R)为正常区域红色通道向量值，Anml(G)为正常区域绿色通道向量值，Anml(B)为正常区域蓝色通道向量值；Adrk(R)为偏暗区域红色通道向量值，Adrk(G)为偏暗区域绿色通道向量值，Adrk(B)为偏暗区域蓝色通道向量值；第四步中，A′brt、A′nml和A′drk表示为：A′brt＝[A′brt(R),A′brt(G),A′brt(B)]＝λ11Abrt+λ12Anml+λ13AdrkA′nml＝[A′nml(R),A′nml(G),A′nml(B)]＝λ21Abrt+λ22Anml+λ23AdrkA′drk＝[A′drk(R),A′drk(G),A′drk(B)]＝λ31Abrt+λ32Anml+λ33Adrk其中，λ_ij为光照向量适应参数，λ_ii>1/3，(i,j＝1,2,3)。