一种基于各向异性颜色通道衰减差异的水下图像增强方法

技术特征：
1.一种基于各向异性颜色通道衰减差异的水下图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)针对原始图像的像素进行归一化处理；提取原始图像的r、g、b三个颜色通道，分别计算每个颜色通道的总像素值、均值和方差；(2)根据各个颜色通道的均值和方差判断是否存在符合条件的颜色通道；所述的条件如下：f＝diff((μ
λ-2σ
λ
),(μ
λ
2σ
λ
))f≥3/4μ
λ
>1/2式中，μ
λ
表示为各个颜色通道对应的均值；σ
λ
表示为各个颜色通道对应的方差；λ∈{r,g,b}；若三个颜色通道中存在一个满足条件的通道，以该符合条件通道作为基准图像，针对剩余两个颜色通道中的每个像素值分别采用自适应伽马变换函数进行校正，校正后获取剩余两个颜色通道的增强图像；若三个颜色通道中存在两个或者两个以上满足条件的通道，随机选取一个符合条件通道作为基准图像，针对剩余两个颜色通道中的每个像素值分别采用自适应伽马变换函数进行校正，校正后获取剩余两个颜色通道的增强图像；若三个颜色通道均不存在满足条件的通道，则选取总像素值最大的颜色通道作为基准图像，设置变化后的伽马校正公式，针对剩余两个颜色通道中的每个像素值分别采用变化后的伽马校正公式进行校正，校正后获取剩余两个颜色通道的增强图像；(3)联合基准图像和剩余两个颜色通道的增强图像形成最终的增强图像。2.根据权利要求1所述的基于各向异性颜色通道衰减差异的水下图像增强方法，其特征在于，步骤(2)中所述的自适应伽马变换函数为：若颜色通道的均值小于或等于1/2，则选用如下公式进行校正：i
enh
(x,y)＝αi
γ
(x,y) βi(x,y)式中，i
enh
表示增强后的图像，i表示原始图像，x和y均表示通道像素的具体位置；α和β均表示加权系数，γ表示为伽马变换的指数，具体数值为基准图像和需校正的颜色通道的均值差；若颜色通道的均值大于1/2，则选用如下公式进行校正：式中，式中，表示基准图像的总像素值；s
λ
′
表示需校正的颜色通道的总像素值。3.根据权利要求1所述的基于各向异性颜色通道衰减差异的水下图像增强方法，其特征在于，步骤(2)中所述的变化后的伽马校正公式为：i
enh
(x,y)＝i
γ
′
(x,y)式中，i
enh
表示增强后的图像，i表示原始图像，x和y均表示图像像素的具体位置；γ
′
表示为伽马变换的指数，具体数值为：
4.根据权利要求1所述的基于各向异性颜色通道衰减差异的水下图像增强方法，其特征在于，步骤(1)中归一化处理具体是指将各个颜色通道的图像像素值从区间[0,255]归一化到[0,1]的范围内。5.根据权利要求1所述的基于各向异性颜色通道衰减差异的水下图像增强方法，其特征在于，步骤(1)中计算各个颜色通道的总像素值、均值、方差的计算公式分别为：征在于，步骤(1)中计算各个颜色通道的总像素值、均值、方差的计算公式分别为：征在于，步骤(1)中计算各个颜色通道的总像素值、均值、方差的计算公式分别为：式中，s
λ
表示λ通道的总像素值；μ
λ
表示λ通道的均值，σ
λ
表示λ通道的方差；m表示为原始图像i的行数，n表示为原始图像i的列数，i表示为原始图像i的第i行，j表示为原始图像i的第j列；i
norλ
(i,j)表示λ通道第i行第j列归一化的像素值。6.根据权利要求1所述的基于各向异性颜色通道衰减差异的水下图像增强方法，其特征在于，步骤(3)中联合基准图像和剩余两个颜色通道的增强图像形成最终的增强图像之前需要对基准图像和剩余两个颜色通道的增强图像进行逆归一化处理。7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至权利要求6所述方法的步骤。8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至权利要求6所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于各向异性颜色通道衰减差异的水下图像增强方法，包括以下步骤：(1)对原始图像进行归一化处理；获取三个颜色通道，计算每个颜色通道的总像素值、均值和方差；(2)判断是否存在符合条件的颜色通道；存在一个满足条件的通道，以该通道作为基准图像，采用自适应伽马变换函数对剩余通道进行增强；若存在两个或两个以上满足条件的通道，随机选取一个通道作为基准图像，采用自适应伽马变换函数对剩余通道进行增强；若不存在满足条件的通道，选取总像素值最大的通道作为基准图像，采用变化后的伽马校正公式对剩余通道进行增强；(3)联合基准图像和增强图像形成最终的增强图像。本发明能够有效提高增强水下图像的亮度和对比度。度和对比度。度和对比度。


技术研发人员：李昌利 潘欣欣 潘志庚 王超 周先春 蔡创新
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：2022.04.07
技术公布日：2022/7/12