本技术公开了一种水下图像色彩恒常性增强方法及系统,涉及水下图像增强技术领域,包括:接收水下图像数据,将水下图像数据输入至预先建立的基于自适应校正因子的多层次色彩校正模型内,输出得到校正图像;将校正图像输入至预先建立的多尺度联合复原网络模型内,输出得到复原图像,将复原图像输入至预先建立的基于残差的细节增强网络模型内,输出得到增强图像;将增强图像输入至预先建立的水下图像增强网络模型内进行优化训练,输出得到训练后的水下图像增强网络模型,获取待测试的水下图像数据集,将待测试的水下图像数据集输入至训练后的水下图像增强网络模型内,输出得到水下图像增强结果,显著提升了图像的色彩真实感和自然度。
背景技术
随着深度学习方法在诸多低层次视觉任务中的突破性进展,越来越多的研究者将其应用于水下图像增强领域。近年来,研究人员在样本生成策略、学习策略和网络架构的创新方面投入了大量精力,通过对训练数据的自动学习,从图像中提取有价值的信息,并应用于增强任务。基于深度学习的水下图像增强网络虽取得一定进展,但普遍存在未充分考虑图像物理特征的问题。增强网络大多忽略了水下光学特性,如光的散射与吸收,短波长的蓝光和绿光在水中的传播距离相对较长,而长波长的红光则被迅速吸收。仅依赖特征学习,无法准确恢复物理上真实的颜色信息。其次,水下图像常伴随由悬浮颗粒引起的雾霾等噪声,深度学习网络对噪声缺乏物理机制建模,容易放大噪声或导致细节丢失。此外,不同水深和水质影响光传播,现有网络未显式融入这些物理信息,泛化能力有限,难以适应多样的水下环境。
颜色平衡技术的引入为缓解水下图像的颜色失真提供了有效手段,在水下图像增强中发挥了一定作用。但由于水下光照条件远比传统颜色平衡场景复杂,单纯依赖颜色平衡的方法仍难以应对水下环境的多样性和维持水下图像颜色恒常性。在处理水下图像的颜色问题时,仍面临以下关键挑战:首先是水下环境中复杂的光照变化,导致颜色校正和增强效果不稳定;其次是现有的颜色增强方法往往侧重于全局处理,难以有效应对局部的光照和色彩差异。目前,对减弱颜色偏差提高水下图像色彩恒常性的研究较少。
实现思路