淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)方法?

衛(wèi)毅 劉飛 楊奎 韓平麗 王新華 邵曉鵬

1)(西安電子科技大學(xué)物理與光電工程學(xué)院,西安 710071)

2)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所,應(yīng)用光學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)春 130033)

1 引 言

水下光學(xué)成像技術(shù)因能夠提供信息豐富、分辨率高、易解析的目標(biāo)圖像,在海水養(yǎng)殖、油氣勘探與開采以及水下考古等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值[1?3].水下光學(xué)成像技術(shù)面臨的主要問題為水體對(duì)光波的吸收作用和散射作用,其中吸收會(huì)造成水下圖像顏色失真,散射會(huì)使背景散射光疊加在目標(biāo)彈道光上,造成圖像對(duì)比度降低,細(xì)節(jié)信息丟失[4].

長(zhǎng)期以來,為去除背景散射光的影響、復(fù)原水下真實(shí)場(chǎng)景,國(guó)內(nèi)外學(xué)者們進(jìn)行了大量研究[5,6],其中水下偏振成像技術(shù)由于具備設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成像效果好及性價(jià)比高等特點(diǎn)備受關(guān)注[7].而以Huang等[8]以及Schechner和Karpel[9]的研究為代表的水下主動(dòng)成像方法,通過在成像光路中增加主動(dòng)偏振光源,并利用正交偏振圖像的差異來實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的探測(cè)與識(shí)別.此外,Han等[10]利用水下散射光的偏振特性,并結(jié)合刃邊法求取退化圖像的退化函數(shù),不僅抑制了背景散射光影響,而且有效去除了前向散射光.主動(dòng)成像探測(cè)方法在深海區(qū)域可以有效去除背景散射,獲取清晰水下圖像,但在淺海地區(qū),主動(dòng)光源與自然光疊加后將導(dǎo)致水下散射光復(fù)雜性增大,進(jìn)而影響成像效果[11].Schechner等[12]通過對(duì)淺海地區(qū)自然光散射特性的研究,首次提出了被動(dòng)水下偏振成像模型,通過采集兩幅偏振態(tài)正交的偏振子圖像,利用背景散射光和目標(biāo)信息光偏振特性的差異,重建清晰的場(chǎng)景圖像.該成像模型的重點(diǎn)在于背景散射光與目標(biāo)信息光的分離,成像結(jié)果中存在嚴(yán)重的色彩失真,且并未深入發(fā)掘利用背景散射光中包含的信息.

針對(duì)以上問題,本文提出淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)方法,該方法從水體中背景散射光的傳輸特性出發(fā),通過分析場(chǎng)景深度信息與散射光的物理關(guān)系,建立了基于深度信息的水下Lambertian反射模型.該模型描述了能量相同、波長(zhǎng)不同的目標(biāo)輻射光經(jīng)水中傳輸后到達(dá)探測(cè)器的能量不同,能夠在不增加任何先驗(yàn)條件的前提下,實(shí)現(xiàn)無色彩畸變的水下目標(biāo)場(chǎng)景清晰成像探測(cè).對(duì)于傳統(tǒng)客觀評(píng)價(jià)參數(shù)(如圖像清晰度、對(duì)比度、信息熵等)無法表征圖像色彩偏移這一問題,本文采用圖像色偏值這一客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來衡量探測(cè)結(jié)果的視覺特性.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能夠提供接近水下目標(biāo)真實(shí)色彩、符合人眼視覺特性的清晰探測(cè)結(jié)果,避免由于色彩畸變?cè)斐傻淖R(shí)別誤差,提高水下成像探測(cè)能力.

2 被動(dòng)水下偏振成像模型

在自然光照射的淺海區(qū)域進(jìn)行水下成像時(shí),探測(cè)器接收到的信息包含兩部分,一部分為目標(biāo)輻射光經(jīng)過水體的吸收與散射后被探測(cè)器接收,稱為目標(biāo)信息光IO,其表達(dá)式為

其中,IObject為目標(biāo)輻射光,β表示光波的衰減系數(shù),z為探測(cè)距離.目標(biāo)信息光隨著探測(cè)距離的增加其能量呈指數(shù)衰減[13].另一部分為自然光經(jīng)水體及懸浮粒子散射并到達(dá)探測(cè)器的光,稱為背景散射光IB,

其中,I∞B表示無窮遠(yuǎn)處背景散射光強(qiáng)度.與目標(biāo)信息光相反,背景散射光強(qiáng)度隨著z增加而增加[9],因此,探測(cè)器獲得的總光強(qiáng)ITotal為

如圖1所示,被動(dòng)水下偏振成像時(shí),自然光經(jīng)水中粒子的散射會(huì)帶有偏振特性[14].通過旋轉(zhuǎn)偏振片使探測(cè)器獲取偏振態(tài)正交的兩幅偏振子圖像,Imin和Imax,其中Imin所具有的背景散射光強(qiáng)度最小,而與其偏振態(tài)正交的圖像Imax具有最大的背景散射光強(qiáng)度.由于目標(biāo)信息光為非偏振光,因此當(dāng)其通過任意角度的線偏振片時(shí),目標(biāo)信息光的能量被濾掉一半,即Imax和Imin中所包含的目標(biāo)信息光相同[12],因此Imin,Imax,IO與ITotal存在如下關(guān)系[15]:

式中,p表示背景散射光的偏振度.通過在采集到的偏振子圖像Imax和Imin中選取背景散射均勻的區(qū)域結(jié)合偏振度的定義,可以計(jì)算背景散射光偏振度為[16]

聯(lián)立(3),(4)和(6)式可得清晰場(chǎng)景估計(jì)模型為

圖1 被動(dòng)水下偏振成像原理示意圖Fig.1.Schematic of passive underwater polarization imaging.

圖2(d)為利用上述偏振成像模型對(duì)圖2(c)中Schechner和Karpel[12]在地中海拍攝的真實(shí)強(qiáng)度圖像進(jìn)行重建的結(jié)果,其中圖2(a)和圖2(b)分別為通過圖1所示采集方法所獲取的光強(qiáng)最大偏振子圖像Imax和光強(qiáng)最小偏振子圖像Imin.相比其他探測(cè)結(jié)果,圖2(d)的圖像對(duì)比度得到有效提升,表明利用該估計(jì)模型能夠有效去除背景散射光對(duì)成像質(zhì)量的影響.但最終成像結(jié)果中存在明顯的顏色失真現(xiàn)象,圖像整體呈現(xiàn)藍(lán)色基調(diào),視覺效果差.通過統(tǒng)計(jì)圖像紅、綠、藍(lán)(R,G,B)三個(gè)色彩通道的像素強(qiáng)度值分布情況能夠更清晰地了解圖像色彩的動(dòng)態(tài)范圍,圖2(e)和圖2(f)分別為原始的水下強(qiáng)度圖像和通過被動(dòng)水下偏振成像模型獲得的圖像的R,G,B三個(gè)色彩通道的像素強(qiáng)度值分布.圖2(e)中R,G,B三通道像素強(qiáng)度值的分布范圍分別為0—20,0—100和0—220.圖2(f)中R,G,B三通道像素強(qiáng)度值的分布范圍分別為0—80,0—190和0—250,分布情況相比于圖2(e)有明顯提高,對(duì)應(yīng)圖像動(dòng)態(tài)范圍增大,表明偏振成像方法對(duì)各彩色通道均起到了拉伸作用,增強(qiáng)了圖像層次感.但圖2(f)的三通道像素強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)圖中藍(lán)色通道明顯占優(yōu),表明探測(cè)結(jié)果色彩并未得到有效復(fù)原,存在明顯的顏色失真問題,導(dǎo)致圖像視覺效果受限.

圖2 (a)光強(qiáng)最大偏振子圖像;(b)光強(qiáng)最小偏振子圖像;(c)原始強(qiáng)度圖像[12];(d)傳統(tǒng)被動(dòng)偏振成像探測(cè)結(jié)果;(e)和(f)分別為圖(c)和圖(d)的R,G,B三通道像素強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)值Fig.2.(a)Polarization image which has the maximum backscatter;(b)polarization image which has the minimum backscatter;(c)raw image of an underwater scene[12];(d)detection result of(c)by traditional polarization imaging method;(e)and(f)are the pixel intensity distribution of channel R,G and B of(c)and(d).

3 基于深度信息的水下Lambertian反射模型

水下被動(dòng)偏振成像方法能夠有效解決背景散射光影響造成的成像結(jié)果對(duì)比度降低的問題,但在淺海區(qū)域,除了散射會(huì)影響圖像質(zhì)量外,水體對(duì)不同波長(zhǎng)的自然光的吸收以及散射的差異性會(huì)造成重建圖像存在嚴(yán)重的色彩失真[17].圖3所示為海水對(duì)不同波長(zhǎng)光波的吸收與散射系數(shù)曲線,海水對(duì)光波的吸收與光波的波長(zhǎng)成正比[18,19],與此相反,海水中粒子對(duì)光波的散射與光波的波長(zhǎng)成反比[20].成像過程中,目標(biāo)信息光與背景散射光經(jīng)海水衰減后,波長(zhǎng)較短的藍(lán)光由于吸收較小而被探測(cè)器大量接收;同時(shí),由于海水對(duì)波長(zhǎng)較短的藍(lán)光散射最大,造成散射光中藍(lán)光占主導(dǎo)地位[13].本文從水下成像的圖像顏色失真問題出發(fā),分析造成顏色失真的物理原因,結(jié)合淺海地區(qū)自然光的偏振散射特性和Lambertian反射模型[21],設(shè)計(jì)新型淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)方法,用以獲取無色彩畸變的水下目標(biāo)清晰場(chǎng)景.

由Lambertian反射模型可知,探測(cè)場(chǎng)景中物體表面上某一點(diǎn)顏色f(x)可由整個(gè)可見光范圍內(nèi)對(duì)光源的分布、物體表面的反射率以及相機(jī)感光系數(shù)積分得到[21],即

其中,λ為光波波長(zhǎng),ω表示光譜范圍,x為場(chǎng)景中的像素點(diǎn)位置,e(λ)為光源的分布,s(x,λ)表示空間中的某一點(diǎn)對(duì)某一波長(zhǎng)的反射率,c(λ)為相機(jī)的感光系數(shù).

圖3 海水對(duì)可見光波的吸收系數(shù)和散射系數(shù)曲線Fig.3.The absorption and scattering coefficient of seawater during the visible light wave band.

在水下偏振成像中,探測(cè)器接收到的光波與其傳輸距離z的關(guān)系為[22,23],

式中,Ein和Eobject分別表示入射光波和衰減后光波的強(qiáng)度;α表示光波的衰減系數(shù),其大小與光波波長(zhǎng)有關(guān).根據(jù)(9)式可知對(duì)于反射光能量相同、波長(zhǎng)不同的物體,探測(cè)器接收到的能量隨光波波長(zhǎng)的增大而減小,因此造成水下圖像中同一物體不同程度的顏色失真.本文將由于波長(zhǎng)不同致使相機(jī)接收到不同能量的原因假設(shè)為照射物體的光源強(qiáng)度不同,而此時(shí)光源的分布為

聯(lián)立(8)和(10)式可得基于深度信息的Lambertian水下反射模型為

式中,a(x)e(λ)表示場(chǎng)景中光源在不同位置的強(qiáng)度分布,a(x)表示場(chǎng)景中不同位置的深度信息.由水下偏振成像模型可知背景散射光強(qiáng)度與探測(cè)距離成正比,因此,可以通過背景散射光強(qiáng)度表征場(chǎng)景中不同位置的深度信息,即[9]

根據(jù)Weijer等[21]提出的水下Gray World算法可知,場(chǎng)景中所有物體表面的平均反射是無色差的,即

其中,k為取值范圍在[0,1]之間的一個(gè)常數(shù).聯(lián)立(12)和(13)式可得場(chǎng)深度信息、光源強(qiáng)度以及探測(cè)器響應(yīng)率之間的關(guān)系為

式中,s(x,λ)即為所求的目標(biāo)反射光能量,而光源強(qiáng)度與探測(cè)器響應(yīng)率的乘積可以根據(jù)(15)式來求解,因此,水下圖像顏色失真校正模型為

其中,[e(R)c(R)]?1,[e(G)c(G)]?1,[e(B)c(B)]?1分別表示R,G,B三通道中光源強(qiáng)度與探測(cè)器響應(yīng)率的乘積.根據(jù)(16)式建立水下Lambertian反射模型,結(jié)合(7)式對(duì)水下目標(biāo)場(chǎng)景進(jìn)行無色彩畸變的清晰成像探測(cè).

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為了驗(yàn)證淺海被動(dòng)水下偏振成像方法的有效性,根據(jù)圖1所示的被動(dòng)水下偏振成像原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過旋轉(zhuǎn)偏振片獲取相互正交的兩幅偏振子圖像.此外,通過在自來水溶液中加入脫脂牛奶(分子大小約為0.04—0.3μm)模擬實(shí)際海洋環(huán)境中粒子對(duì)光波的吸收以及散射情況[24,25],比例為300 L自來水加100 mL脫脂牛奶,實(shí)驗(yàn)在體積為2.5 m×0.4 m×0.5 m的水槽中進(jìn)行.為了模擬淺海區(qū)域自然光照射場(chǎng)景,本實(shí)驗(yàn)在戶外進(jìn)行,以太陽光作為光源.

圖4(a)所示為實(shí)驗(yàn)采集到的原始水下強(qiáng)度圖像,由于背景散射光的存在導(dǎo)致目標(biāo)信號(hào)被覆蓋,圖像清晰度不足、信息的可識(shí)別度大大降低;同時(shí)由于水體對(duì)光波的選擇性吸收使圖像顏色失真,難以觀測(cè)到真實(shí)場(chǎng)景.圖4(b)為傳統(tǒng)被動(dòng)偏振成像探測(cè)結(jié)果,與原始強(qiáng)度圖像相比,背景散射光被有效移除,圖像的清晰度以及對(duì)比度得到明顯提升.但圖4(b)的真實(shí)色彩信息沒有得到有效復(fù)原,視覺效果差,說明傳統(tǒng)的被動(dòng)水下偏振成像方法并沒有解決水下圖像顏色失真這一問題.圖4(c)所示為淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)結(jié)果,不僅有效去除了背景散射光的影響,而且探測(cè)結(jié)果接近水下目標(biāo)真實(shí)色彩,符合人眼視覺特性.

圖5分別為圖4(a)—圖4(c)的R,G,B三個(gè)顏色通道的像素強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)值.原始強(qiáng)度圖中,R,G,B三通道的像素強(qiáng)度值分布在極小的范圍內(nèi),并且圖5(a1)和圖5(a2)表明藍(lán)色通道的像素強(qiáng)度值分布范圍明顯優(yōu)于紅色與綠色通道.經(jīng)傳統(tǒng)被動(dòng)偏振成像方法處理后,R,G,B三通道的像素強(qiáng)度值分布范圍擴(kuò)大,但從圖5(b1)和圖5(b2)可以看出藍(lán)色通道占優(yōu)的情況仍未改變,圖像仍存在顏色失真.圖5(c)中像素分布不僅優(yōu)于原始強(qiáng)度圖像,同時(shí)相對(duì)于傳統(tǒng)被動(dòng)偏振成像方法也有明顯提升,圖像的動(dòng)態(tài)范圍增大,層次感增強(qiáng);圖5(c1)和圖5(c2)表明圖像各個(gè)顏色通道的強(qiáng)度值分布范圍相等,原始圖像中存在的顏色畸變問題得到有效復(fù)原,視覺效果增強(qiáng).

圖4 (a)原始強(qiáng)度圖像;(b)傳統(tǒng)被動(dòng)偏振成像探測(cè)結(jié)果;(c)淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)結(jié)果Fig.4.(a)A raw underwater image;(b)detection result by traditional passive polarization imaging method;(c)detection result by the method of this paper.

圖5 (a),(b)和(c)分別為圖4(a)、圖4(b)和圖4(c)的R,G,B三通道像素強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)值;(a1)和(a2),(b1)和(b2),(c1)和(c2)分別為圖(a),(b)和(c)的截面圖Fig.5.(a),(b),and(c)are the pixel intensity distribution of channel R,G and B of Fig.4(a),Fig.4(b),and Fig.4(c);(a1)and(a2),(b1)and(b2),(c1)and(c2)are the sectional view of panels(a),(b),and(c).

圖6(a)—(c)分別為圖4(a)—(c)的R,G,B三通道中第199行像素強(qiáng)度值分布圖.對(duì)比發(fā)現(xiàn),原始強(qiáng)度圖與傳統(tǒng)被動(dòng)偏振成像結(jié)果中藍(lán)色通道強(qiáng)度值明顯高于紅色與綠色通道,圖像存在嚴(yán)重的色彩畸變.而淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)結(jié)果中目標(biāo)信息光與背景散射光的差異明顯增大,圖像對(duì)比度提升,并且R,G,B三通道中像素強(qiáng)度值分布均勻,不存在某一通道占優(yōu)情況,圖像質(zhì)量得到極大提升.

圖6 (a),(b)和(c)分別為圖4(a)、圖4(b)和圖4(c)的R,G,B三通道中第199行像素強(qiáng)度值分布圖Fig.6.(a),(b),and(c)are the horizontal line plots at the vertical position pixel 199 for channel R,G and B of Fig.4(a),Fig.4(b)and Fig.4(c).

在此基礎(chǔ)上,為了說明本文探測(cè)方法的普適性,對(duì)圖7所示的真實(shí)水下場(chǎng)景進(jìn)行探測(cè).圖7(a)所示的原始強(qiáng)度圖中,目標(biāo)信息光被背景散射光淹沒,圖像清晰度不足,遠(yuǎn)處的礁石幾乎不可見;同時(shí)圖像色彩失真嚴(yán)重,視覺效果差.相比之下,圖7(b)中顏色畸變問題得到有效復(fù)原,物體顏色鮮艷,其真實(shí)色彩得以顯露,同時(shí)圖像的高頻信息得到修復(fù),被背景散射光遮蔽或者由于水體吸收導(dǎo)致模糊的目標(biāo)信號(hào)得到凸顯,遠(yuǎn)處的礁石能直接辨識(shí),視覺效果更加自然.

圖7 (a)原始強(qiáng)度圖像[12];(b)淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)結(jié)果Fig.7.(a)Raw underwater image of another scene[12];(b)detection result by the method of this paper.

圖8(a)—(c)所 示 為 分 別 選 取 圖7(a)和圖7(b)三通道中第700行(由上至下)像素的強(qiáng)度分布曲線,該行像素穿過礁石A和礁石B、海底I和海底II,其強(qiáng)度值變化能夠直觀表征場(chǎng)景中不同物體之間的差異以及對(duì)比度變化.原始強(qiáng)度圖像的三通道像素強(qiáng)度值分布圖中紅色通道的整體強(qiáng)度值明顯低于綠色和藍(lán)色通道,圖像存在嚴(yán)重的顏色失真.淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)結(jié)果的三通道像素強(qiáng)度值分布均勻,不存在某一通道像素值占優(yōu)的情況,圖像的色彩畸變問題得到復(fù)原,視覺效果提升,同時(shí)去除了背景散射光的影響,礁石與海底交界處的像素強(qiáng)度值變化劇烈,表明圖像對(duì)比度增強(qiáng).圖9(a)和圖9(b)分別對(duì)應(yīng)圖7(a)和圖7(b)的R,G,B三個(gè)顏色通道的像素強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)值,對(duì)比發(fā)現(xiàn)淺海被動(dòng)水下偏振成像不僅能夠復(fù)原圖像的色彩信息,而且增強(qiáng)了圖像的層次感.

圖8 (a),(b)和(c)分別為圖7(a)和圖7(b)R,G,B三通道中第700行像素強(qiáng)度值分布圖Fig.8.(a),(b)and(c)are the horizontal line plots at the vertical position pixel 700 for channel R,G and B of Fig.7(a)and Fig.7(b).

為了表征顏色校正前后圖像質(zhì)量的提升,用圖像色偏值來對(duì)該探測(cè)方法的性能進(jìn)行客觀評(píng)價(jià).首先將圖像由RGB空間轉(zhuǎn)換到CIE Lab空間,通過下式有效獲取圖像色偏值K[26],

其中,D表示圖像平均色度,M表示色度中心距.D與M的求解過程如下所示:

其中,M,N分別為圖像的寬和高,以像素為單位;(da,db)表示a-b色度平面上等效圓的中心坐標(biāo).計(jì)算所得的色偏值K越大,表明圖像色偏越嚴(yán)重.

淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)結(jié)果與傳統(tǒng)水下偏振成像探測(cè)結(jié)果的色偏值如表1所列.以圖4(a)為例,與傳統(tǒng)水下成像方法相比,經(jīng)本文方法處理后圖像的色偏值明顯降低,表明圖像的顏色得到校正,圖像視覺效果提升,進(jìn)一步說明了本文探測(cè)方法提供接近水下目標(biāo)真實(shí)色彩、符合人眼視覺特性的清晰圖像的有效性.

表1 不同方法處理后圖像的K值Table 1.The value of K of reconstructed images by different methods.

分別計(jì)算原始圖像和淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)結(jié)果的各項(xiàng)客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)(包含信息熵、清晰度、平均梯度和對(duì)比度),結(jié)果如表2所列,其中信息熵反應(yīng)圖像的平均信息量,信息熵越大,表明圖像中所包含的信息越多;清晰度和平均梯度能夠反映圖像中的邊緣和細(xì)節(jié)等高頻信息,其值越大,圖像邊緣越清晰,所包含的細(xì)節(jié)越明顯;圖像對(duì)比度則能夠表示圖像中灰度反差的大小,其值越大,表明圖像中亮暗漸變層次越多,圖像中物體表面的紋理越明顯,圖像信息越豐富.從表2可以很明顯地看出,經(jīng)過淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)方法得到的圖像與原始圖像相比在各項(xiàng)指標(biāo)上都有了明顯提升,如清晰度較原始強(qiáng)度圖像普遍提升了4倍左右,圖像的平均梯度提升了4.5倍左右;與此同時(shí),圖像的對(duì)比度相對(duì)于原始強(qiáng)度圖提升了10倍左右,圖像的信息熵也有所提高.這些參數(shù)的提升都表明圖像的質(zhì)量得到了極大的改善,尤其是在圖像對(duì)比度以及圖像的細(xì)節(jié)方面有顯著增強(qiáng).這些結(jié)論與圖像主觀評(píng)價(jià)和分析結(jié)果一致,客觀表明了淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)方法的有效性.

表2 水下成像結(jié)果的客觀評(píng)價(jià)參數(shù)Table 2.Objective evaluations of underwater images.

圖9 (a)和(b)分別為圖7(a)和圖7(b)的R,G,B三通道像素強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)值;(a1)和(a2),(b1)和(b2)分別為圖(a)和(b)的截面圖Fig.9.(a)and(b)are the pixel intensity distribution of channel R,G and B of Fig.7(a)and Fig.7(b);(a1)and(a2),(b1)and(b2)are the sectional view of Fig.9(a)and Fig.9(b).

5 結(jié) 論

為了解決傳統(tǒng)被動(dòng)水下偏振成像結(jié)果中存在嚴(yán)重的色彩失真問題,設(shè)計(jì)了淺海被動(dòng)水下偏振成像探測(cè)方法.該方法將背景散射光的傳輸特性與場(chǎng)景深度信息聯(lián)系起來,建立了水下Lambertian反射模型,不僅去除了背景散射光的影響,還復(fù)原了由于水體選擇性吸收及散射造成的色彩畸變問題.結(jié)果表明,該方法能夠提供接近水下目標(biāo)真實(shí)色彩的清晰探測(cè)結(jié)果.成像結(jié)果中R,G,B三通道的像素強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)值直觀地表明本文方法在提供無色彩畸變的水下目標(biāo)清晰場(chǎng)景方面的有效性.客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)相比于原始強(qiáng)度圖都有所提升,其中圖像對(duì)比度提升了10倍左右,圖像清晰度提升了4倍左右,以上結(jié)果證明了本文方法所得圖像的質(zhì)量得到了極大改善.此外,圖像色偏值的減小也反映了顏色恢復(fù)模型的有效性.