基于色彩均衡和多权重融合的水下图像增强算法

作     者：孙昊宇 牛宏侠 SUN Haoyu;NIU Hongxia

作者机构：兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室甘肃兰州730070 甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室甘肃兰州730070 兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 

出 版 物：《无线电工程》 (Radio Engineering)

年 卷 期：2024年第54卷第2期

页      面：436-446页

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61863024,62141303) 甘肃省自然科学基金(22JR5RA358,21JR7RA321) 

主　　题：暗通道先验 伽马校正 白平衡 多权重融合 

摘      要：针对水下图像色偏严重及对比度、饱和度和色彩丰富度不足等问题,提出一种基于色彩均衡和多权重融合的水下图像增强算法。利用暗通道先验(Dark Channel Prior,DCP)算法进行水下图像去模糊预处理,利用基于动态阈值的自动白平衡算法进行色偏校正,将处理后的图像再进行多权重融合。融合处理过程主要建立在2个图像的权重计算,分别是基于伽马校正的对比度提升图像和基于直方图均衡化的边缘增强图像,分别计算2个图谱的显著性权重和饱和度权重,线性融合2个图谱计算后的权重得到增强图像。结果表明,所提算法对水下图像整体清晰度恢复效果较好,而且对比度和图像色彩细节表现均有很大提升。相比其他主流算法,水下图像色彩评价(Underwater Color Image Quality Evaluation,UCIQE)指标和水下图像的质量评价(Underwater Image Quality Measurement,UIQM)指标提升效果显著,平均参数指标分别提升了22.3%和10.2%。