褚金奎，张培奇，成昊远，张 然

（大连理工大学辽宁省微/纳米技术与系统重点实验室精密与特种加工教育部重点实验室，辽宁大连116024）

1 引 言

我国拥有400 多万平方公里的海洋国土，至今仍有大量的海域尚待探索开发。在资源紧张、人口膨胀的情形下，开发和保护海洋资源是一项影响深远、面向二十一世纪的战略选择［1］。这催生了水下图像恢复和增强技术的开发和研究。水下成像技术在生物探测、资源勘探和水下导航等多个领域有广泛而深入的研究和应用［2-6］。然而水体会造成光线的吸收和散射，使得水下成像效果较差。吸收作用降低光线能量，使光强呈指数衰减；散射作用则是一个复杂的过程，可分为前向散射和后向散射，其中前向散射导致成像光线偏离原来方向，降低图像分辨率，后向散射则会干扰目标光线，降低图像对比度和产生背景噪声［1］。因此，分析水下成像的散射过程，提高成像质量是一项富有挑战性的工作。

为提高水下成像的清晰度，许多研究人员致力于消除水下散射对图像的影响。如今工作主要集中于非物理模型算法和物理模型算法。非物理模型算法将传统图像处理手段应用于水下图像质量改善［7-8］，虽然实现简单且计算复杂度低，但忽视了水下成像的物理模型，导致图像失真、噪声放大。基于物理模型的算法依赖对先验条件的准确估计，在不同的成像环境下，相应的先验条件将会改变，这限制了算法的普遍适应性［9-11］。……