【CN109949244A】一种基于曲率项的水下图像盲复原变分方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910215474.0

(22)申请日 2019.03.21

(71)申请人 青岛大学

地址 266061 山东省青岛市崂山区香港东

路7号

(72)发明人 侯国家　李景明　端金鸣　潘振宽　

(74)专利代理机构 青岛高晓专利事务所(普通

合伙) 37104

代理人 于正河

(51)Int.Cl.

G06T 5/00(2006.01)

(54)发明名称

一种基于曲率项的水下图像盲复原变分方

法

(57)摘要

本发明属于数字图像处理技术领域，涉及一

种基于曲率项的水下图像复原变分方法，引入曲

率项控制全变分规则项的扩散、根据水下成像物

理模型和Retinex模型重建数据项，建立基于曲

率项的水下图像变分盲复原模型，并基于交替方

向乘子法，巧妙设计辅助变量，实现能量方程最

小化极值问题的快速求解，从而实现水下图像的

盲复原，减少了计算的复杂度，在实现去雾、去

噪、提升图像对比度的同时，也能很好的保持图

像边缘信息，

具有良好的实际应用价值。权利要求书3页 说明书8页 附图5页CN 109949244 A 2019.06.28

C N 109949244

A

1.一种基于曲率项的水下图像盲复原变分方法，其特征在于具体步骤为：

(1)先输入水下图像I，采用暗通道先验算法求出输入图像的暗通道图，选取最亮的前0.1％的像素值作为全局背景光；

(2)由暗通道图求出红色通道的透射率图t r ,基于Jaffe -McGlamery模型，再根据波长衰

减系数之间的关系求出蓝通道的透射率图t g 和绿通道的透射率图t b ,其中λc ,c∈{R ,G ,B}代表红光、绿光和蓝光的波长，m＝-

0.00113,i＝1.62517,βk ,k∈{g ,b}代表绿光与蓝光在水下的衰减系数，βr 为红光在水下的

衰减系数；

(3)将Retinex模型变形如下：

S＝L ·R

s＝log(S),l＝log(L),r＝log(R)

s＝l+r

将水下成像模型变形如下：

I(x ,y)＝t(x ,y)·J(x ,y)+(1-t(x ,y))·

B

将两个模型进行融合变形如下：

s＝log(B -J)；l＝log(B -I)；

其中S为观察到的图像，L表示照度分量，R表示反射分量；I为获取的水下图像，t为透射率图，J为复原后的水下图像，B为全局背景光；

(4)设计基于曲率项的水下图像变分复原方法的规则项

和数据项|s -l -r|2以及|r -r 0|2,用于控制迭代过程中r与初始值相近；

为r的TV项,为s的TV项,r 0为Retinex模型变换得来的r的初始值,t 0为透射率图的初始值；

(5)建立基于曲率项的水下图像变分盲复原能量方程为：

其中,Ω为水下图像区域,与为复原区域的规则项,α和β为规则项的惩罚参数,|s -l -r|2为数据项,μ为约束项|r -r 0|2的惩罚参数；(6)引入辅助变量步骤(5)的能量方程转换为:

权　利　要　求　书1/3页2CN 109949244 A