一种基于湍流模型的水下图像复原方法

摘要

本发明涉及一种基于湍流模型的水下图像复原方法，包括：首先将输入的彩色水下图像由RGB空间转换到YCbCr颜色空间；采用双边滤波法对灰度分量进行平滑处理，用Y_L和Y_H分别表示双边滤波处理后的低频概貌成分和高频细节成分；用Y_L(x,y)表示退化后的水下图像灰度分量，将其变换为傅里叶变换域，并用Y_L(u,v)表示；利用全盲迭代复原算法求得未退化的水下图像F(u,v)；求取基于湍流模型的退化图像，得到复原结果；将复原结果重新变换回空间域；进行颜色校正；重构复原图像。本发明的处理方法使得水下图像在对比度、噪声和颜色偏色情况都得到了显著改观。

主权项

一种基于湍流模型的水下图像复原方法，包括下列的步骤：1)首先将输入的彩色水下图像由RGB空间转换到YCbCr颜色空间，变换后的颜色空间中，R、G、B以及Y、Cb、Cr三颜色分量的取值范围是[0,1]，其中，Y是颜色的亮度成分，称之为灰度分量，Cb和Cr则表示蓝色和红色的分量偏移量；2)采用双边滤波法对灰度分量进行平滑处理，用Y_L和Y_H分别表示双边滤波处理后的低频概貌成分和高频细节成分；3)用Y_L(x,y)表示退化后的水下图像灰度分量，(x,y)为像素点坐标，将其变换为傅里叶变换域，并用Y_L(u,v)表示；4)根据Y_L(u,v)，利用全盲迭代复原算法求得未退化的水下图像F(u,v)；5)求取基于湍流模型的退化图像G(u,v)＝H(u,v)F(u,v)，得到复原结果，式中，大气湍流的频域退化系数H(u,v)＝exp{‑k(u²+v²)^5/6}，其中，k是描述湍流强度的参数；6)将复原结果重新变换回空间域，处理结果用Y’_L表示；7)对于Cb和Cr两色度分量图，用C_b(x,y)和C_r(x,y)表示两色度分量图，用M_b和M_r分别表示C_b(x,y)和C_r(x,y)的均值，采用下式对Cb和Cr两分量进行颜色校正，用C_b’(x,y)和C_r’(x,y)表示校正处理结果，则有${C_b}^{\prime }(x,y)=C_b(x,y)\times \frac{0.5}{M_b},{C_r}^{\prime }(x,y)=C_r(x,y)\times \frac{0.5}{M_r};$8)重构复原图像。