【图像增强】基于DEHAZENET和HWD的水下去散射图像增强附matlab代码

1 内容介绍

去散射和边缘增强是解决水下图像的对比度严重衰减、颜色偏差和边缘模糊等问题的关键步骤。这篇论文提出了一种较好的水下图像增强的方法。首先使用经过端到端训练的卷积神经网络去测量输入图片，同时以自适应双边滤波器对传输图片进行处理。接着提出一种基于白平衡的策略来消除图片的颜色偏差，用拉普拉斯金字塔融合获得无雾和色彩校正图像的融合结果。 最后，输出图像被转换为混合小波和方向滤波器组（ HWD ）域，用于去噪和边缘增强。 实验结果表明，该方法可以消除颜色失真，提高水下图像的清晰度。

水下成像在海洋资源勘探，环境保护，海上防御和军事等方面发挥了至关重要的作用。然而，水下图像由于背散射和光衰减而导致能见度差。 光的随机衰减导致雾的外观。 沿着视线从介质返回的光散射的一部分降低了捕获图像的对比度。 在不同的水下环境中，图像质量下降的主要原因是不同的。

最近，研究人员提出了几种改善水下图像质量的方法。 偏振和距离成像方法（ Schechner 和 Karpel ， 2005; Tan 等， 2007 ）直接通过专用硬件解决了这个问题。 在（ Voss 等人， 1990 ）中研究的另一种方法测量了海水的光学传递函数。 海水的调制传递函数（ MTF ）在（ Liu et al 。， 2001 ）中制定，并且通过维纳滤波器可以恢复模糊的图像。 然而，由于昂贵的成本和设备的复杂配置，上述实验方法不适用于大多数海洋工程应用和科学研究。 由于水下环境复杂多变，基于水下退化模型的去卷积方法在实际应用中存在缺陷。

另外，图像增强方法不依赖于任何特定的退化模型，并且它们根据人类视觉感知来处理图像。 常见的增强方法包括传统的直方图校正（ Thakur 等， 2010 ），梯度变换（ Lei 等， 2011 ）和其他一些自适应平滑方法，如传统的低通滤波器，形态滤波器，同态滤波器（ Padmavathi 等）。 等， 2011 ），小波变换等 .Iqbal 等。 （ 2010 ）提出了一种无监督的色彩校正方法，以改善水下图像的视觉质量。 Ancuti 等。 （ 2012 ）提出了一种基于融合的方法来增强水下视频和图像。 但是，图像增强方法可能会导致颜色偏差，并在处理水下图像时显示其局限性。

雾霾去除算法用于水下图像恢复方法。 他等人。 （ 2009 ）通过暗通道先验（ DCP ）估计劣化图像的透射图，并通过大气成像模型获得清晰图像。 此外，开发了引导过滤器（ He et al 。， 2010 ）以改进原始透射图。德鲁斯 -JR 。 等。 （ 2013 ）制定了一个水下成像模型，通过蓝色和绿色通道计算暗通道。 为了避免人为地提取特征， Cai 等人。 （ 2016 ）通过深度学习架构估计传输地图。

在本文中，我们提出了一种能够提高水下图像可见度的方法。 它通过 DehazeNet 和白平衡改善了散射图像的对比，然后增强了图像边缘。 图 1 描绘了我们的算法的示意图。 首先，我们应用一种名为 DehazeNet 的 CNN 来估计水下传输图，该图通过自适应双边滤波器进行细化。 其次，我们开发了一个框架来混合去雾化和色彩校正的图像。最后，我们通过混合小波和方向滤波器组分离图像的高频和低频成分。 在 HWD 域中，噪声方差由高频子带估计，并且阈值被设置为去除噪声。

2 部分代码

clc;

clear;

close all

addpath(’codes’)

addpath(’Images’)

 FileName = uigetfile({’*.jpg;*.bmp;*.png’},’Optional images’,’Images’); 

 input = imread(FileName);

 output = underwater(input);

 underwaterimage2(input);

 %i=40;             %Saved images number

 %saveas(1,[’./myresults/’,num2str(i),’.jpg’]);

%%%%%figure,imshow(input), title(’original image’);

%%%%%figure,imshow(output),title(’enhanced image’);

3 运行结果

4 参考文献

[1]郭青山, 黄玉清. 基于DehazeNet与边缘检测均值引导滤波图像去雾算法[J]. 传感器与微系统, 2020, 39(1):4.

博主简介：擅长 智能优化算法 、 神经网络预测 、 信号处理 、 元胞自动机 、 图像处理 、 路径规划 、 无人机 、 雷达通信 、 无线传感器 等多种领域的Matlab仿真，相关matlab代码问题可私信交流。

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