水下散射介质成像的彩色图像增强研究

蓝雷波

中国海洋大学

摘要：

海水作为典型的散射介质使得高分辨率的水下视觉技术也受水下自身成像的退化。成像退化主要由介质的衰减和散射造成，前向散射导致图像的轻微细节模糊，而后向散射则导致严重的图像雾化。本文为了改善水下图像质量，对水下彩色图像增强方法进行了研究。　　本文介绍了散射介质的光学特性、散射介质成像的国内外研究现状、水的光学特性分析及水下图像特点。介质的吸收作用导致入射光的能量衰减，散射作用导致光的传播方向发生改变，因此散射作用是导致所成图像质量下降的主要原因。本文详细介绍了对水下彩色图像进行增强处理的步骤:首先在RGB颜色空间采用理想高通滤波器对图像整体进行降噪处理，再将图像RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，提取原图像明度分量，估计出光信息，分别对HSV颜色空间的H、S、V分量采用本文改进的高通拉普拉斯滤波器做进一步优化，增强水下图像细节，并结合水下的光信息和计算出的复原后明度分量以及原图的明度分量，对颜色空间HSV下的饱和度分量V进行校正;将复原后的明度分量和校正后的饱和度分量转换到RGB颜色空间，得到水下散射介质图像最终的复原结果。本研究除了对图像细节进行了描述，而且对水下图像饱和度分量做了校正，因此复原后的图像颜色失真小。比较后，本文的提出的研究方法在颜色失真小、运行时间小、整体效果好方面的优点较为明显。

关键词：水下视觉技术;彩色图像;饱和度分量;散射介质;成像退化

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：信号与信息处理

导师姓名：王国宇

学位年度：2015

语种：中文

分类号：P714

页数：67

在线出版日期：2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）