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1、水下圖像復原方法研究StudyontheRestorationofUnderwaterImage學科專業(yè)：電子與通信工程研究生：鄭佳指導教師：楊愛萍副教授企業(yè)導師：張鎖平天津大學電子信息工程學院二零一五年十二月摘要水下圖像在海洋能源勘探、海洋環(huán)境監(jiān)測與保護以及海洋軍事等領域有著廣泛的應用。因水對光的選擇性吸收作用，傳統(tǒng)基于Jaffe-McGlamery簡化模型的方法存在透射率估計值偏高、不能分開求解三通道透射率等不足。針對上述問題，本文從不同思路出發(fā)，提出三種水下圖像復原算法，具體工作如下：根據(jù)水下圖像存在的顏色衰減和藍（綠）色基調對暗通道先驗的影響，本文先去除顏色失真，再使用圖像去霧的方
2、法去除后向散射，并利用光在水中的散射系數(shù)比值關系，修正各通道的透射率。進一步改進背景光的估計方法，提高水下圖像復原質量。由顏色恒常性算法得到的光源顏色是全局一致的，這與光在水中的衰減特性不符。針對這一矛盾，本文提出基于局部ShadeofGray算法的水下圖像復原方法。假設光在局部區(qū)域均勻無衰減，通過計算每個局部域內的光源顏色，得到一幅反映光衰減特性的光源顏色分布圖，由此得到圖像各通道的透射率。實驗結果表明，該算法思路簡單，不需要優(yōu)化透射率即可取得非常好的復原效果。針對基于RedChannel先驗的水下圖像復原方法的不足之處，論文提出相應的改進方案。采用一種更符合光在水中傳播特性的成像新模型
3、，并改進判斷人工光源是否存在的方法，提高準確性。利用RedChannel先驗、圖像衰減特征和光學特性參數(shù)之間的關系得到場景光的衰減比、背景光的散射比。實驗結果表明，改進方案復原得到的圖像比目前主流方法具有更好的視覺效果。關鍵詞：成像模型，選擇性吸收，透射率，背景光，顏色恒常性算法，人工光源ABSTRACTUnderwaterimageshavebeenwidelyusedinoceanenergyexploration,marineenvironmentmonitoringandprotection,aswellasmarinemilitaryandotherfields.Duetothe
4、selectiveabsorptionofthewater,traditionalunderwaterimagerestorationalgorithmswhichbasedonJaffe-McGlamerysimplifiedformationmodelhavethedisadvantagesofhightransmissionandcannotestimatetransmissionofthreechannelsrespectively.Inregardtotheseproblems,thispaperhasproposedthreedifferentunderwaterimagere
5、storationalgorithms.Accordingtotheinfluenceofcolordistortionandcolortoneondarkchannelpriorinunderwaterimage,thispapereliminatesthebackscatteringaftercorrectingthecolordistortion.Meanwhile,afixedtransmissionforeachchannelisobtainedbyutilizingtheratioofthelightscatteringcoefficientinwater.Improvingt
6、heestimationmethodforbackgroundlightcanalsohelptogetabetterqualityofimagerestoration.Theresultofcolorconstancyalgorithmsforthecomputationoftheunderwaterimagelightcolorisconstantintheglobal,whichiscontrarytoattenuationstateoflightinwater.Tosolvethisproblem,thispaperproposesanunderwaterimagerestorat
7、ionmethodbasedonlocalShadeofGrayalgorithm.Assumingthatthelightisuniformandnoattenuationinthelocalarea,thecolordistributionpatternoflightsourcereflectinglightattenuationcharacteristicsisobtainedbycalculatinglightc
