融合深度学习与多尺度Retinex的水下图像增强方法

Combining deep learning and multi-scale Retinex for underwater images enhancement

章联军 ¹张鹏 ²陈芬 ³童欣 ¹苏涛 ²杨福豪¹

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作者信息

1. 宁波大学信息科学与工程学院,浙江宁波315211
2. 重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆400054
3. 宁波大学信息科学与工程学院,浙江宁波315211;重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆400054
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摘要

针对水下图像纹理模糊和色偏严重等问题,提出了一种融合深度学习与多尺度导向滤波Retinex的水下图像增强方法.首先,将陆上图像采用纹理和直方图匹配法进行退化,构建退化水下图像失真的数据集并训练端到端卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型,利用该模型对原始水下图像进行颜色校正,得到色彩复原后的水下图像;然后,对色彩复原图像的亮度通道,采用多尺度Retinex(multi-scale Retinex,MSR)方法得到纹理增强图像;最后,融合色彩复原图像中的颜色分量和纹理增强图像得到最终水卜增强图像.本文利用仿真水卜图像数据集和真实水下图像对提出方法进行性能测试.实验结果表明,所提方法的均方根误差、峰值信噪比、CIEDE 2000和水下图像质量评价指标分别为0.302 0、17.239 2 dB、16.878 4和4.960 0,优于5种对比方法,增强后的水下图像更加真实自然.本文方法在校正水下图像颜色失真的同时,能有效提升纹理清晰度和对比度.

关键词

水下图像处理/卷积神经网络(CNN)/颜色校正/图像纹理增强

Key words

underwater image processing/convolutional neural network(CNN)/color correction/image texture enhancement

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基金项目

国家自然科学基金(61771269)

浙江省自然科学基金(LY20F010005)

重庆市自然科学基金(cstc2021jcyjmsxmX0411)

重庆市研究生科研创新项目(CYS22642)

出版年

2023

光电子·激光

天津理工大学中国光学学会

光电子·激光

CSCD北大核心

影响因子：1.437

ISSN：1005-0086

参考文献量2

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