(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111611055.2 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 无锡图创智能科技有限公司 地址 214028 江苏省无锡市经济开发区高 浪东路999-8-A1-101-101 (72)发明人 刘国营　葛继　 (74)专利代理 机构 无锡市汇诚永信专利代理事 务所(普通 合伙) 32260 专利代理师 郭慧 (51)Int.Cl. G06T 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种水下图像增强和修复方法 (57)摘要 本发明公开了一种水下图像增强和修复方 法， 其能有效提高增强图像的对比度， 可提高水 下图像的复原质量， 该方法包括： 采集原始水下 图像， 同时提供初始参考图像， 基于初始参考图 像， 采用改进色彩迁移算法对原始水下图像中的 基础图像进行预处理， 获取预处理图像， 对预处 理图像中的水下背景光、 水下光线的透射率进行 估计， 采用自适应光衰减曲线先验 方法对估计后 的图像进行恢复， 获取恢复图像 。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114820336 A 2022.07.29 CN 114820336 A 1.一种水下图像增强和修复方法， 其特征在于， 所述方法包括： 采集原始水下图像， 同 时提供初始参 考图像； 基于所述初始参考图像， 采用改进色彩迁移算法对所述原始水下图像中的基础图像进 行预处理， 获取预处理图像； 对所述预处 理图像中的水 下背景光、 水 下光线的透射 率进行估计； 采用自适应光衰减曲线先验方法对 估计后的图像进行恢复， 获取恢复图像。 2.根据权利要求1所述的水下图像增强和修复方法， 其特征在于， 所述原始水下图像包 括显著图像、 细节图像、 所述基础图像， 采用Achanta算法对 所述原始水下图像进行 处理， 获 得所述显著图像， 采用保边平滑方法对 所述原始水下图像进 行处理， 获得所述基础图像， 所 述细节图像等于所述原 始水下图像减去所述基础图像。 3.根据权利要求2所述的水下图像增强和修复方法， 其特征在于， 基于所述初始参考图 像， 并采用改进色彩迁移算法对所述基础图像B进行预处理， 步骤包括： S21、 对所述初始参 考图像进行修 正， 获得修 正参考图像； S22、 所述改进色彩迁移算法为所述修正参考图像与色彩迁移算法的结合， 采用改进色 彩迁移算法对所述原 始水下图像中的基础图像进行 预处理。 4.根据权利要求3所述的水下图像增强和修复方法， 其特征在于， 步骤S21中， 采用以下 公式对所述初始参 考图像进行修 正： R＝Rini+D+S*I； 其中， R为所述修正参考图像， Rini为所述初始参考图像， D为所述细节图像， S为所述显 著图像， I 为所述原 始水下图。 5.根据权利要求1或4所述的水下图像增强和修复方法， 其特征在于， 对所述预处理图 像中的水下背景光、 水下光线的透射率进行估计的步骤包括： S31、 对所述水下背景光进行 估计； S32、 计算彩色通道衰减率 λc′； S33、 基于所述彩色通道衰减率λc′， 对所述水下光线的透射率进行估计， 包括： 红通道的 初始相对透射估计； 衰减系数 Kc的估计； 调整RGB三个通道的透射估计。 6.根据权利要求5所述的水下图像增强和修复方法， 其特征在于， 步骤S31中， 根据 水下 成像的经典Jaffe ‑McGlamey简化模 型， 目标在相机中的最终成像Ic(x)是由直接分量、 前向 散射分量、 后向散射分量叠加而成， 所述 最终成像Ic(x)的计算公式为： Ic(x)＝tc(x)Jc(x)+Ac(1‑tc(x))； 其中， x为图像中像素的坐标， Jc(x)为无失真的图像， c＝{R,G,B}为图像的红绿蓝三个 通道， tc(x)为光在通道c的透射率， 表示光在介质中的吸收和反射， Ac为环境光强度， tc(x) Jc(x)为光在水中传播的直接分量， Ac(1‑tc(x))为后向散射分量。 水下背景光是指由于后向散射形成的均匀背景光， 该背景光B由以下公式进行估计 Bc＝Ic(arg max Ir(x))， c∈{r， g， b}， 其中， Ir(x)为Ic(x)的红色通道图像， 将红色通道中具有最大值的像素作为背景光像 素。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114820336 A 27.根据权利要求6所述的水下图像增强和修复方法， 其特征在于， 步骤S32中， 所述彩色 通道衰减率 λc′的计算公式为： 其中， β ＝a+s， 代表 吸收系数a和散射系数s的和； Λ代表光的波长， 红光波长为620nm， 绿光波长为540nm， 蓝光波长为 450nm。 8.根据权利要求7所述的水下图像增强和修复方法， 其特征在于， 步骤S33中， 对所述水 下光线的透射 率进行估计， 包括： 红通道的初始相对透射估计 衰减系数 Kc的估计， 调整RGB三个通道的透射估计， 表达式如下： 其中λ′c属于[ λc,1]， λc＝max( λg, λb)， εc是设置的容差值。 9.根据权利要求1或8所述的水下图像增强和修复方法， 其特征在于， 所述自适应光衰 减曲线先验方法的计算公式为： 其中， Jc(x)即为恢复后的图像。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114820336 A 3