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双头增强与非均匀校正的水下图像增强算法
引用本文:杨潇,孙帮勇.双头增强与非均匀校正的水下图像增强算法[J].应用光学,2024(2):354-364.
作者姓名:杨潇  孙帮勇
作者单位:1. 西安理工大学印刷包装与数字媒体学院;2. 中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室
基金项目:国家自然科学基金(62076199);;陕西省重点研发计划(2021GY-027,2022ZDLGY01-03);
摘    要:受水下环境浑浊度高、光照不足和均匀性差等因素影响,水下成像所获取的图像存在对比度低、细节模糊和颜色失真等缺陷,为此提出一种双头增强和非均匀校正的水下图像增强算法。利用构建的双头增强网络从浅层信息中提取多尺度特征,同时融合不同通道的上下文信息,有利于水下图像低对比度的增强;此外构建了非均匀校正网络,对图像不同通道和不同位置进行非线性加权融合,有利于颜色一致性和亮度的恢复。与10种算法相比,本文算法在UIEB测试集上峰值信噪比、结构相似性比其他方法的最优值分别提高了4.02 dB和0.120,CIEDE2000指标下降了1.51,在LUSI测试集上述指标分别提高了2.13 dB、0.025及下降了0.48。实验结果表明:所提算法针对不均匀的水下图像增强效果显著,更加符合人眼特性。

关 键 词:深度学习  水下图像增强  水下成像模型  双头增强  非均匀校正
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