水下圖像增強(qiáng)算法研究及其應(yīng)用.pdf

1、碩士學(xué)位論文水下圖像增強(qiáng)算法研究及其應(yīng)用TheResearchandApplicationofUnderwaterImageEnhjementAlgithmEnhancementAlgorttnm作者姓名：隆超學(xué)科、專業(yè)：控劍堡途量控劍王猩學(xué)完成日期：2016—6—6大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要水底世界蘊(yùn)含豐富的自然資源，由于資源的日益緊缺與越來越凸顯的環(huán)境問題，人們逐

2、漸將目光投入到對(duì)水下世界中。全面掌握水下信息可以為合理地利用水下資源提供有力的指導(dǎo)，具有重要的戰(zhàn)略意義。水下光成像是獲取水下信息的主要途徑之一，但是由于水體對(duì)光的衰減作用，與正常圖像相比，水下圖像通常退化嚴(yán)重，存在著能見度低、對(duì)比度缺失以及偏色嚴(yán)重等問題。本文的主要目標(biāo)在于通過對(duì)水下圖像進(jìn)行處理，提升退化圖像的質(zhì)量，改善其視覺效果，突顯出圖像中的有效信息。本文的主要工作有以下幾點(diǎn)：第一，對(duì)光在水中的傳輸特性進(jìn)行了分析，明確了水下圖像退化

3、主要是由于水體對(duì)光的散射和吸收作用引起的。依據(jù)光在水中的傳播特性，介紹了水下圖像成像的物理模型，為后文奠定了理論基礎(chǔ)。同時(shí)介紹了幾種常用的水下圖像增強(qiáng)方法，并通過仿真實(shí)驗(yàn)分析了算法的優(yōu)缺點(diǎn)。第二，針對(duì)水下圖像退化嚴(yán)重的問題，本文提出了一種基于暗通道先驗(yàn)與顏色校正的水下圖像增強(qiáng)算法。首先通過結(jié)合色飽和度圖改進(jìn)背景光估計(jì)錯(cuò)誤的問題，其次利用暗通道先驗(yàn)原理估計(jì)出紅色通道的傳輸圖，并引入兩個(gè)控制參數(shù)估計(jì)不同波長(zhǎng)之間的衰減系數(shù)比，依據(jù)估計(jì)的衰減系

4、數(shù)比得到另外兩個(gè)顏色通道的傳輸圖，在估計(jì)得到背景光和傳輸圖后對(duì)水下圖像進(jìn)行還原。由于還原后的圖像依舊存在色偏問題，因此引入顏色校正的方法糾正圖像的顏色偏差。處理結(jié)果顯示本文算法可以有效提升水下圖像質(zhì)量，改善圖像的視覺效果。第三，為了更加方便的對(duì)水下圖像進(jìn)行處理，發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢(shì)，本文設(shè)計(jì)了用于增強(qiáng)水下圖像視覺效果的水下圖像處理軟件。軟件以C作為開發(fā)語言，使用MFC搭建軟件界面，并結(jié)合OPENCV簡(jiǎn)化算法實(shí)現(xiàn)過程。軟件集成了圖像瀏覽，直