一种水下退化图像的增强方法

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

水下图像普遍存在对比度低、亮度偏暗、灰度集中、边缘模糊等退化现象。本文针对这种退化图像的特点，提出了-种以邻域像素的增量特征为指导的增强方法，该方法可以避免传统的插值方法造成的目标模糊现象，得到较好的增强效果。

1插值原理1.1确定插值位置设原始图像为f(i，j)，插值后图像为F(I，J)，S 、s、分别为水平、垂直方向放大系数。则有 ：iI/S ，jJ/S 如图1所示 ，设原始图像中A、B、C的坐标分别是(x，y)、(xl，Y)、(x，y1)，其中xfloor(i)，yfloor(j)，dxi-X，dyjy，floor表取整，No

(a)原始图像 (b)可能插值位置 (c)待插值点位置关系图 1插值原理示意图1.2判断增量特征以相邻像素的增量特征判断插值点位置，引入参数a(a≥o)，当图2插值算法流程图-目(a)N标图像 (b)直方图均衡化 (c)同态滤波 (d)本文方法(e)目标图像 (f)直方图均衡 (g)同态滤波 (h)本文方法灰度直方图 化法灰度直方图 法灰度直方图 灰度直方图图3 目标图像及增强图像相关结果相邻像素A、B灰度 A)、fiB)的绝对差小于a时，将这两个像素的位置记入同-区域，否者 ，两像素为不同的区域。即：I厂( )-，( )l<口 (1)1.3算法设计将插值公式分成以下几种情况来设计，如图2所示。

casel：dxdy0，则插值点为A，此时F(I， )f(x，.y) (2)case2：dx0、dy≠O，则插值点为Q，若If(A)-f(c)l

case 4：dx≠0、dy≠0，则待插值点为R，若I厂( )-，( )l

2修正增强 插值后图像灰度仍集中在相对较小的范围内，为进-步改善增强效果，对插值后的图像M进行-级小波变换，分离出低频成分ML，并对M进行修正 ：m(x，y)M(x， )k IM(x， )-M，f (8)式中，k≥O。上式结果实际上为保持M中低频成分不变的基础上 ，将高频成分放大到(k1)倍，突出图像细节。

3实验图3(a)、(e)所示为水下混凝土结构裂缝图像及对应的灰度直方图，可知目标图像灰度值分布范围小，整体较暗，光照不均且对比度差。利用直方图均衡法、同态滤波法及本文方法进行增强处理。图3(b)、(c)、(d)、(f)、(g)、(h)为不同方法结果图∩知直方图均衡化法在- 定程度上提高了对比度，但中间太亮、周围太暗，没有提高整体对比度；同态滤波法对于这种退化图像的处理效果不明显；而经本文方法处理后，光照比较均匀，且提高了灰度值的对比度。

4结语提出了-种水下退化图像的增强方法，可以最大限度地保留图像的主要特征，使目标更清晰；且大量实验表明，本文方法进行水下退化图像的增强处理时，a的取值范围在4.7-5.4、k的取值范围在2.5-3.8时-般都能获得很好的增强效果。