retinex 的水下图像增强算法_水下彩色图像的亮度通道多尺度Retinex增强算法(张凯)...
Technology Nov. 2011
630
〈图像处理与仿真〉
水下彩色图像的亮度通道多尺度
Retinex
增强算法
张
凯，金伟其，裘
溯，王
霞
(北京理工大学光电学院“光电成像技术与系统”教育部重点实验室，北京
100081
)
摘要
：
水中介质的散射特性导致水下光电成像所得图像出现较为均匀的散射光分布，并削弱了水下影像的质量
该研究通过优化空间分辨率和可观察景深参数，在降低水中散射光干扰的基础上，显著提升了水下光电成像的质量。研究论文基于一种改进型空间分辨率算法，在实验条件下实现了图像质量的有效提升。
Retinex
理
探讨中提出了一种方法：将水体散射效应类比于环境光照的变化，并基于水下彩色图像亮度通道的不同尺度展开分析
Retinex
(
MSR
)
该算法通过有效的方法实现对水体散射效应的显著降低，在所得图像中能够较好地还原水下目标的真实度。实验结果表明
MSR
算法能
对含有不同程度水体散射效应的水下彩色图像进行全局视觉效果提升，
更清晰地突出物体的细节并获
得较鲜艳的色彩表现。
关键词
：
水下彩色图像；散射效应；
Retinex
；
MSR
；图像增强
中图分类号：
TN911.73
文献标识码：
A
文章编号：
1001-8891(2011)11-0630-05
Multi-Scale Retinex Enhancement Algorithm
on Luminance Channel of Color Underwater Image
ZHANG Kai
，
JIN Wei-qi
，
QIU Su
，
WANG Xia
(
北京理工大学光电信息光学国家重点实验室
of Education of China, Beijing
100081,
China
)
Abstract
：
The water scattering effect results in captured images taken by an underwater optoelectronic system.
uniform scattering distribution reduces the clarity and visual range of underwater images.
In this article, we discuss minimizing this impact as a crucial strategy to enhance the quality of underwater imaging. The authors address the challenges and difficulties in advancing underwater imaging technology by focusing on innovative approaches and solutions.
将水的散射效果视为环境亮度的变化，并采用MSR方法进行亮度计算。
color channel in underwater images, it is possible to effectively minimize water scattering and enhance the effectiveness
针对水下物体的特征。实验结果表明，该算法在亮度方面的应用。
彩色水下图像的各个通道，在不同散射角度下是能够提升整体视觉效果的。
The effects of this approach render details more distinctly visible, thereby achieving enhanced color reproduction.
Key words
：
Color underwater image
，
Scattering effect
，
Retinex
，
MSR
，
Image enhancement
引言
海洋蕴藏着丰富的生物、矿产和能源资源，是人
类生存和今后发展的资源，
成为世界各国高科技发展
和应用的重要领域。为了更好地认识水下世界，我们
常常需要借助光电系统对水下物体进行成像
[1]
。
但是，
在水下摄影过程中，
由于水体对光具有很强的衰减作
用
[2-4]
，实验表明，即便在清澈的海水中，
60%
的衰减
是由散射引起，吸收带来的衰减约占
40%
，而且水体
越浑浊，散射部分所占的比例越大。水体吸收使得水
下一定深度下变成漆黑的世界，
需要辅助照明才可实
施有效的光电摄影；
而水体散射使得水下成像的图像
对比度降低，图像细节不清晰，可观察距离衰减。对
于自带照明的光电成像应用，
水体的后向散射对成像
的影响更大。
由于水下生物和物质的可见光彩色图像不仅与
人眼视觉一致，而且包含有许多丰富的信息，因此，
利用太阳光照明的浅海水下成像以及深海的白光彩
色摄影仍是当前水下光电成像的主要模式之一。
在这
种彩色水下成像中，
有效地去除水体散射光的影响对