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《水下圖像復(fù)原方法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、水下圖像復(fù)原方法研究StudyontheRestorationofUnderwaterImage學(xué)科專業(yè)：電子與通信工程研究生：鄭佳指導(dǎo)教師：楊愛萍副教授企業(yè)導(dǎo)師：張鎖平天津大學(xué)電子信息工程學(xué)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(cè)與保護(hù)以及海洋軍事等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。因水對(duì)光的選擇性吸收作用，傳統(tǒng)基于Jaffe-McGlamery簡(jiǎn)化模型的方法存在透射率估計(jì)值偏高、不能分開求解三通道透射率等不足。針對(duì)上述問題，本文從不同思路出發(fā)，提出三種水下圖像復(fù)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(lán)（綠）色基調(diào)對(duì)暗通道先驗(yàn)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(guān)系，修正各通道的透射率。進(jìn)一步改進(jìn)背景光的估計(jì)方法，提高水下圖像復(fù)原質(zhì)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(duì)這一矛盾，本文提出基于局部ShadeofGray算法的水下圖像復(fù)原方法。假設(shè)光在局部區(qū)域均勻無衰減，通過計(jì)算每個(gè)局部域內(nèi)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法思路簡(jiǎn)單，不需要優(yōu)化透射率即可取得非常好的復(fù)原效果。針對(duì)基于RedChannel先驗(yàn)的水下圖像復(fù)原方法的不足之處，論文提出相應(yīng)的改進(jìn)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(jìn)判斷人工光源是否存在的方法，提高準(zhǔn)確性。利用RedChannel先驗(yàn)、圖像衰減特征和光學(xué)特性參數(shù)之間的關(guān)系得到場(chǎng)景光的衰減比、背景光的散射比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)方案復(fù)原得到的圖像比目前主流方法具有更好的視覺效果。關(guān)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
