双背景光自适应融合与透射图精准估计水下图像复原

来源：农业工程学报杂志2022年第14期北京时间：

作者：郑建华,杨高林,刘双印,曹亮,张子豪,

摘要：针对水下图像普遍存在低对比度、低亮度和颜色失真，以及现有的水下图像复原方法恢复结果不自然、亮度不均和主体色调偏红等问题，该研究提出了双背景光自适应融合与透射图精准估计水下图像方法。采用基于水下光衰减特性和背景光平坦性的双背景光自适应融合策略以提高估算的融合背景光准确度，通过新型水下暗通道先验、反向饱和图和三通道光谱衰减系数估算出更加精准的水下图像透射图，最后将估算出的融合背景光与精准透射图应用于水下成像模型得到复原后的水下图像。在广东罗非鱼良种场水产养殖数据集和水下图像增强基准数据集的试验结果表明：对比暗通道先验、最大强度先验、基于模糊和光吸收、蓝绿通道去雾、基于背景光统计模型和透射图优化5种水下图像复原方法，在主观恢复效果评价中，该文方法能有效纠正水下图像失真、亮度偏暗和主体色调偏红等问题；在7个客观评价指标中，该文方法在6个指标中取得最好值，其中全参考图像质量评价指标中的峰值信噪比、结构相似性、均方误差和视觉信息保真度等数值比次好水下图像复原方法分别提升了0.52%、2.1%、3.4%和0.86%；无参考图像质量评价指标中的自然图像质量评价指标和水下图像质量评价数值比次好水下图像复原方法分别提升了2.4%和7.4%。该文方法在解决传统水下图像复原方法中存在的亮度不均和颜色偏红等问题具有一定优势，可以为水下图像复原方法提供技术借鉴。

关键词：图像处理, 渔业, 水下图像, 图像复原, 暗通道先验, 颜色校正, 背景光, 透射图