计算机工程

作者：白邵宙, 张浩, 赵景波, 张振楷, 元辉

单位：1. 青岛理工大学信息与控制工程学院, 山东 青岛 2665202. 山东大学控制科学与工程学院, 山东 济南 250061

关键词：水下图像,暗通道先验,颜色均衡,对比度增强,细节增强,特征融合

基金：国家自然科学基金(51475251); 山东省自然科学基金重大基础研究项目(ZR2022ZD38); 山东省重点研发计划(软科学项目)(2023RZA02017); 青岛市科技计划重点研发专项(22-3-3-hygg-30-hy); 青岛市民生计划(22-3-7-xdny-18-nsh)

由于水下环境的复杂性和光线在水中传播时的散射和吸收, 水下图像经常遭受图像模糊、色彩失真和可见度低等问题的困扰。为改善图像的质量, 提出一种基于颜色均衡与特征融合的图像增强框架。首先, 利用四叉树搜索与光衰减特性相结合的方法对暗通道先验参数进行优化, 解决图像模糊的问题; 其次, 对去模糊图像的两个衰减通道进行差异化补偿, 获得颜色均衡图像; 然后, 针对颜色均衡图像细节丢失和对比度较低的问题, 采用引导滤波分解图像并引入非线性拉伸函数改善细节层, 得到细节增强图像; 在限制对比度自适应直方图均衡化的基础上添加归一化伽马校正, 得到对比度增强图像; 最后, 从细节增强图像和对比度增强图像中提取含有不同特征的权重图, 并采用多尺度金字塔策略进行融合, 得到最终增强图像。实验结果表明, 该方法在水下图像质量度量、平均梯度、基于斑块的对比度度量指数上的平均值相较于次优值算法分别提升了17.6%、76.4%和11.2%, 在提升图像质量方面具有良好的鲁棒性, 可以在不同场景下实现多种图像的增强效果。

来源：2025年第10期

《计算机工程》期刊编辑部

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