杨福豪, 史启超, 蓝方鸣, 彭宗举

基于色彩衰减补偿和Retinex的水下图像增强

杨福豪, 史启超, 蓝方鸣, 彭宗举*

（宁波大学 信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211）

针对水下图像存在的色偏、雾状模糊、低曝光和非均匀光照问题, 提出一种基于色彩衰减补偿和Retinex的水下图像增强算法. 首先, 为校正水下图像的色偏, 利用水体对不同波长光线衰减不一致的特性自适应地补偿其R、G、B通道. 然后, 使用基于多尺度导向滤波的Retinex去除雾状模糊, 增强对比度. 最后, 根据水下图像和自然图像的直方图分布特征对其进行归一化处理, 从而在保存图像主要信息的前提下增强其纹理和曝光. 实验结果表明, 该算法不但具有较优的视觉感知效果, 而且具有较高的图像质量评价分数. 该算法具有较强的适应性, 有助于计算机视觉算法在水下的应用.

水下图像增强; 色彩补偿; 导向滤波; 对比度

水下图像在海洋矿产资源开发、海洋生物研究、海底管道检测、海洋军事应用等方面起着重要作用. 然而, 光照条件、拍摄深度、杂质类型、水体浑浊度等因素致使水下成像环境复杂多样. 此外, 水体对光线具有吸收和散射的物理衰减特性[1]. 因此, 水下图像具有不同程度的色彩偏差、雾状模糊、低曝光、非均匀光照等退化现象, 导致图像的对比度、能见度和清晰度下降, 严重影响其视觉感知效果及进一步的视觉应用. 所以, 提高水下图像质量的研究具有重要意义.

当前, 水下图像清晰化技术……