1.本发明属于水下图像复原技术领域，尤其涉及一种水下图像真彩色复原的方法和采集装置。
背景技术：2.水下光学成像技术是当前探索水下奥秘的基本方法之一，在生物学、地质学、港口工程等多个领域内有重要的意义，但由于水本身的性质，其作为介质时的光学性质与空气有所不同。在水下，影响光传输的参数就是水体固有的光学特性，而其中体散射函数以及水体吸收系数是两个最基本的水体光学特性。由于水体对光的吸收和散射作用会损耗成像光束以及照明光速的能量，造成很大的图像噪声，降低图像质量。
3.水下图像处理的一类重要研究分支是颜色复原技术。alhen等开发了高光谱成像技术并利用数学统计模型来计算光在水中传播时的衰减系数以此来复原颜色。petit等采用rgb颜色空间的光源衰减补偿法来恢复颜色失真。lu等提出利用相机光谱特性和光源传播衰减特性复原水下场景颜色。而在水下图像色彩增强这一方面也有很多种方法，目前使用较多的是基于机器学习的方法，其最大弊端是忽略了水下成像的物理过程与机制，过多地依赖机器的“猜测”实现视觉上的盲增强。在色彩复原这一方向，目前仍缺少有效的技术方法，根据实际的水体光学衰减值来进行图像的修复。本技术正是基于水体的实际rgb衰减系数进行水下图像的真彩色复原，对于水下图像色彩复原这一研究方向具有一定的指导意义。
4.现有的图像复原技术大多基于计算机对图像rgb三通道颜色的补偿，但是没有具体的方法使计算机知道每一个通道的补偿值应该为多少。本技术着眼于水下图像色彩失真的复原，通过分析图像rgb通道的数值计算出水体的光学衰减系数，从而在此基础上对原图像的rgb通道进行补偿来得到图像的真实颜色。
技术实现要素：5.针对上述问题，本发明第一方面提供了一种水下图像真彩色复原的方法，包括以下步骤：
6.步骤1，获取水下目标物图像、水上测量灯图像和水下测量灯图像；所述水下目标物图像获取时确定摄像头与目标物之间的距离为d，并分别在空气中和水中对距离相机镜头为d的测量灯进行拍摄，获得所述水上测量灯图像和水下测量灯图像；
7.步骤2，分别获取水上测量灯图像和水下测量灯图像的像素值z、图像最大饱和值s和图像黑色像素值b；根据归一化和逆伽马变换公式转换分别得到两幅图像的能量值e
air
和e
water
；计算公式为：
[0008][0009]
上式中，k为根据图像格式调整的常系数；
[0010]
步骤3，计算水体的衰减系数，计算公式如下：
[0011][0012]
上式中，d为光源与摄像头的距离，e为自然常数，c
λ
即为水体的衰减系数；
[0013]
步骤4，获取水下目标物图像的像素值z、图像最大饱和值s和图像黑色像素值b；根据归一化和逆伽马变换公式转换获得水下目标物图像的能量值e
target
：
[0014][0015]
上式中，k为根据图像格式调整的常系数；
[0016]
步骤5，根据水体衰减系数对水下目标物图像进行色彩复原，所述色彩复原方式为根据比尔定律对图像进行能量补偿：
[0017][0018]
上式中d为设备测量灯与目标物的距离，c
λ
为水体的衰减系数，e为自然常数，y即为色彩复原后的图像能量值；
[0019]
步骤6，根据水下目标物图像的图像最大饱和值s、图像黑色像素值b以及色彩复原后的图像能量值y，对水下目标物图像进行伽马变换与逆归一化处理得到图像色彩复原的图像像素值x：
[0020][0021]
上式中k为根据图像格式决定的常系数。
[0022]
优选的，所述根据图像格式调整的常系数k，对于线性图像记录格式，系数k为1，对于非线性图像记录格式，系数k为2.2。
[0023]
优选的，所述分别获取水上测量灯图像和水下测量灯图像的像素值z以及获取水下目标物图像的像素值z，具体为，将整张照片的像素点数值按三通道的大小分别进行排序，取三通道数值最大的18个点并取均值，作为图像的像素值。
[0024]
本发明第二方面还提供了一种水下图像真彩色复原的设备，所述设备包括至少一个处理器和至少一个存储器；所述存储器中存储有水下图像真彩色复原的执行程序；所述处理器执行所述存储器存储的执行程序时，可以实现如第一方面所述的水下图像真彩色复原的方法。
[0025]
本发明第三方面还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行程序，所述计算机执行程序被处理器执行时用于实现如第一方面所述的水下图像真彩色复原的方法。
[0026]
本发明第四方面还提供了一种用于水下图像真彩色复原的图像采集装置，包括支撑架、固定台和固设于固定台底部的机壳；所述固定台安装于支撑架上，所述固定台上中间位置安装有摄像头，所述摄像头的两侧分别安装有若干个补光灯，所述补光灯安装于固定台上；所述摄像头镜头的前方安装有可产生光源的测量灯，所述测量灯通过折叠臂安装于固定台上；所述机壳内安装有单片机和电源，所述摄像头、补光灯和测量灯均与所述单片机电性连接，所述单片机用于对摄像头、补光灯和测量灯进行操作控制并获取拍摄图像。
[0027]
优选的，所述折叠臂为手动折叠臂或电动折叠臂，所述折叠臂可控制测量灯与摄像头的距离区间为0.3米到2米。
[0028]
本发明第五方面还提供了一种用于水下图像真彩色复原的系统，包括如第四方面所述的图像采集装置，还包括上位机，所述上位机通过数据接口与所述单片机相连接，所述上位机用于对单片机进行操作控制并接收单片机上传的图像。
[0029]
与现有技术相比，本发明提供了一种水下图像真彩色复原的方法和采集装置，本方法着眼于水下图像色彩失真的复原，通过分析图像rgb通道的数值计算出水体的光学衰减系数，从而在此基础上对原图像的rgb通道进行补偿来得到图像的真实颜色，使图像的复原度大幅提高，对于水下图像色彩复原这一研究方向具有一定的指导意义；其中获取图像像素值时选取18个像素点时测得的rgb衰减系数最为稳定，且18个像素点在空间中对应实际面积极小，对水体散射作用的削弱可以忽略不计，又避免了单一像素收周围像素点影响的偶然性；所述采集装置为上述方法的实现提供了支持，利用本装置可以获得计算rgb衰减系数所需要的图像，操作便捷且高效。
附图说明
[0030]
图1为水下图像真彩色退化及复原模型。
[0031]
图2为水下图像真彩色复原的流程框图。
[0032]
图3为实施例2设备的结构简图。
[0033]
图4为本发明采集装置折叠状态的整体结构示意图。
[0034]
图5为本发明采集装置伸展使用状态的整体结构示意图。
[0035]
图中：1.支撑架；2.固定台；3.机壳；4.摄像头；5.补光灯；6.测量灯；7.折叠臂；8.目标物。
具体实施方式
[0036]
关于水体(确知距离的)衰减系数测量原理说明：
[0037]
图像的退化过程一般都看作是噪声的污染过程，这时退化后的图像为：
[0038]
g(x,y)＝h[f(x,y)]+η(x,y)
[0039]
其中g(x,y)是受退化函数及系统噪声影响之后的图像，h[]可理解为综合所有退化因素的函数，f(x,y)是目标物的实际图像，η(x,y)是系统噪声。由此可以理解水下图像退化及复原模型如图1所示。
[0040]
其中，退化函数h[]是由水体衰减特性引起的，主要包括水对光的吸收和水对光的散射(前向散射+后向散射)，而噪声η(x,y)是由系统内部工作机理引起。在进行水下图像复原时，需要综合考虑这两种因素的影响。
[0041]
本发明将退化函数h及噪声η(x,y)整体对理想图像f(x,y)的影响表示为图像rgb像素的衰减程度。理论上对退化后的图像像素数据进行补偿，即可得到退化前的真实图像。根据比尔定律：
[0042]
i＝i0exp(-cz)
[0043]
因光能是能量的体现，为了解释补偿需要，在此处以能量进行表述：
[0044]e始
e-cd
＝e
末
[0045]
其中,e
始
表示像素点未经衰减之前的能量，e
末
表示经总体衰减作用影响之后的能量。但是比尔定律未考虑系统噪声的影响，以水体衰减系数直接表示图像退化过程的全部
衰减，显然这是不准确的。故在此定义图像rgb衰减系数c
λ
表征全部衰减过程的能量损耗，有：
[0046][0047]
光波在水下传播时会受到水体吸收作用及散射作用的影响，使光波能量在随着距离的边长而发生急剧衰减，而光波在空气中传播却几乎不存在吸收和衰减，故可以利用光波在空气中传播经过距离d后的能量来代替未经衰减前的能量，同时固定传播距离d保证目标物到相机镜头有着相同的发散角。则有：
[0048][0049]
其中e
air
为在空气中记录的能量，e
water
为在水中记录的能量，可以通过分别获取距离同为d的水下测量图像和水上测量图像，依照其图像像素值进行处理，得到e
air
和e
water
，同时根据记录的准确的成像距离d，即可测得图像rgb衰减系数。其中处理方式为：
[0050]
分别获取水上测量灯图像和水下测量灯图像的像素值z、图像最大饱和值s和图像黑色像素值b；根据归一化和逆伽马变换公式转换分别得到两幅图像的能量值e
air
和e
water
；计算公式为：
[0051][0052]
上式中，k为根据图像格式调整的常系数；据图像格式调整的常系数k，对于线性图像记录格式，系数k为1，对于非线性图像记录格式，系数k为2.2。对于线性图像格式raw，k取1，此时相当于对图像的像素值进行归一化处理，因线性图像的像素值正比于能量值，故归一化后的数据即可作为能量值进行处理；对于非线性图像格式jpeg、png等，k取2.2，此时相当于对归一化的图像像素值进行了一次伽马变换，获得的数据正比于图像能量值，可作为能量值进行处理。
[0053]
下面结合具体实施例对发明进行进一步说明。
[0054]
实施例1：
[0055]
如图2所示，本发明提供了一种水下图像真彩色复原的方法，包括以下步骤：
[0056]
步骤1，获取水下目标物图像、水上测量灯图像和水下测量灯图像；所述水下目标物图像获取时确定摄像头与目标物之间的距离为d，并分别在空气中和水中对距离相机镜头为d的测量灯进行拍摄，获得所述水上测量灯图像和水下测量灯图像；
[0057]
步骤2，分别获取水上测量灯图像和水下测量灯图像的像素值z、图像最大饱和值s和图像黑色像素值b；根据归一化和逆伽马变换公式转换分别得到两幅图像的能量值e
air
和e
water
；计算公式为：
[0058][0059]
上式中，k为根据图像格式调整的常系数；
[0060]
步骤3，计算水体的rgb衰减系数，计算公式如下：
[0061][0062]
上式中，d为光源与摄像头的距离，e为自然常数，c
λ
即为水体的rgb衰减系数；
[0063]
步骤4，获取水下目标物图像的像素值z、图像最大饱和值s和图像黑色像素值b；根
据归一化和逆伽马变换公式转换获得水下目标物图像的能量值e
target
：
[0064][0065]
上式中，k为根据图像格式调整的常系数；
[0066]
步骤5，根据水体rgb衰减系数对水下目标物图像进行色彩复原，所述色彩复原方式为根据比尔定律对图像进行能量补偿：
[0067][0068]
上式中d为设备测量灯与目标物的距离，c
λ
为水体的rgb衰减系数，e为自然常数，y即为色彩复原后的图像能量值；
[0069]
步骤6，根据水下目标物图像的图像最大饱和值s、图像黑色像素值b以及色彩复原后的图像能量值y，对水下目标物图像进行伽马变换与逆归一化处理得到实现图像色彩复原的图像像素值x：
[0070][0071]
上式中k为根据图像格式决定的常系数。
[0072]
根据图像格式调整的常系数k，对于线性图像记录格式，系数k为1，对于非线性图像记录格式，系数k为2.2。
[0073]
分别获取水上测量灯图像和水下测量灯图像的像素值z以及获取水下目标物图像的像素值z，具体为，将整张照片的像素点数值按三通道的大小分别进行排序，取三通道数值最大的18个点并取均值，作为图像的像素值。本技术将光子散射作用考虑在内，将整张照片的像素点数值按三通道的大小分别进行排序，取三通道数值最大的18个点，以此进行rgb衰减系数的测量。选取18个像素点时测得的rgb衰减系数最为稳定，且18个像素点在空间中对应实际面积极小，对水体散射作用的削弱可以忽略不计，又避免了单一像素收周围像素点影响的偶然性，最后借于此方法得出了较为准确的rgb衰减系数。
[0074]
需要特别说明的是，日常生活中的图像多为符合人眼视觉感光特性的非线性记录格式，如jpeg,png等，而非线性记录的raw格式。
[0075]
人眼对外界光源亮度的反应呈非线性增长，确切来说呈指数关系。在低照度下，人眼更容易分辨出亮度的变化，随着照度的增加，人眼对亮度变化的敏感程度变低，而对于摄像设备来说，其感光器接输出的信号与外界光源的强度呈稳定的线性关系。
[0076]
因此，为能以更低的成本给人带来更好的视觉体验，摄像设备在保存图像亮度信息时，会对其进行伽马变换。伽马变换是对输入图像灰度值进行的非线性操作，使输出图像灰度值与输入图像灰度值呈指数关系：
[0077][0078]
这个指数即为伽马,vin取值范围为0～1，一般需要先进性归一化，然后取指数。a是常数，一般取1，γ通常取1/2.2。
[0079]
伽马变换处理之后的图像迎合了人们视觉对亮度的感知特性，其图像为非线性图像，其像素点记录的数据与水下场景的实际照度不具有线性映射关系，无法直接进行补偿。对jpeg类型的非线性图像进行数据处理时，需先对其进行逆伽马变换处理，将图像线性化
之后，计算得出rgb衰减系数，再进行补偿实现水下图像复原。伽马变换、逆伽马变换的前提条件是数据归一化，而日常照片多是未归一化的8位位深图像。故在逆伽马变换之前，需要先行归一化处理。
[0080]
实施例2：
[0081]
如图3所示，本发明还提供了一种水下图像真彩色复原的设备，设备包括至少一个处理器和至少一个存储器，同时还包括通信接口和内部总线；存储器中存储有水下图像真彩色复原方法的执行程序代码等；处理器执行存储器存储的执行程序时，可以实现如实施例1所述的水下图像真彩色复原的方法。
[0082]
其中内部总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，isa)总线、外部设备互连(peripheral component，pci)总线或扩展工业标准体系结构(.xtendedindustry standard architecture，eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本技术附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。其中存储器可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储nvm，例如至少一个磁盘存储器，还可以为u盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。
[0083]
处理器包括一个或者多个通用处理器，通过调用存储器中的程序代码，用于运行各个功能模块。其中，通用处理器可以是能够处理电子指令的任何类型的设备，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、微处理器、微控制器、主处理器、控制器以及asic(application specific integrated circuit，专用集成电路)等等。处理器读取存储器中存储的程序代码，与通信接口配合执行本技术上述实施例中方法的全部步骤。
[0084]
通信接口可以为有线接口(例如以太网接口)，用于与其他计算节点或用户进行通信。当通信接口为有线接口时，通信接口可以采用tcp/ip之上的协议族，例如，raas协议、远程函数调用(remote function call，rfc)协议、简单对象访问协议(simple object access protocol，soap)协议、简单网络管理协议(simple network management protocol，snmp)协议、公共对象请求代理体系结构(common object request broker architecture，corba)协议以及分布式协议等等。
[0085]
设备以通用计算设备的形式表现，可以被提供为终端、服务器或其它形态的设备。
[0086]
实施例3：
[0087]
本发明还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行程序，所述计算机执行程序被处理器执行时用于实现如实施例1所述的水下图像真彩色复原的方法。
[0088]
具体地，可以提供配有可读存储介质的系统、装置或设备，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统、装置或设备的计算机或处理器读出并执行存储在该可读存储介质中的指令。
[0089]
在这种情况下，从可读介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本发明的一部分。
[0090]
上述存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，
磁盘或光盘(如cd-rom、cd-r、cd-rw、dvd-20rom、dvd-ram、dvd-rw、dvd-rw)、磁带等。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
[0091]
应理解，上述处理器可以是中央处理单元(英文：central processing unit，简称：cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：digital signal processor，简称：dsp)、专用集成电路(英文：application specific integrated circuit，简称：asic)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
[0092]
应理解存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(application specific integrated circuits，简称：asic)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于终端或服务器中。
[0093]
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
[0094]
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
[0095]
实施例4：
[0096]
如图4和图5所示，本发明还提供了一种用于水下图像真彩色复原的图像采集装置，包括支撑架1、固定台2和固设于固定台2底部的机壳3；固定台2安装于支撑架1上，固定台2上中间位置安装有摄像头4，摄像头4的两侧分别安装有若干个补光灯5，补光灯5安装于固定台2上；摄像头4镜头的前方安装有可产生光源的测量灯6，测量灯6通过折叠臂7安装于固定台2上；机壳3内安装有单片机和电源，摄像头4、补光灯5和测量灯6均与所述单片机电性连接，单片机用于对摄像头4、补光灯5和测量灯6进行操作控制并获取拍摄图像。
[0097]
其中，折叠臂7为手动折叠臂或电动折叠臂，折叠臂7可控制测量灯6与摄像头4的距离区间为0.3米到2米，当折叠臂7为电动折叠臂时，可以通过单片机进行折叠臂的折叠伸
缩控制，电动折叠杆为成熟的现有技术，只要能实现本发明要求的功能即可，这里不做具体的限定。
[0098]
同时本装置可以与上位机相连接，并嵌入实施例1所述的方法程序，形成一种测量系统，上位机通过数据接口与单片机相连接，上位机用于对单片机进行操作控制并接收单片机上传的图像。上位机可以为电脑或者其他移动终端。如实施例1所述的方法的执行程序可以设置于单片机或者移动终端，当所述执行程序设置于单片机时，上位机可以直接获取复原后的拍摄图像。
[0099]
采集装置的工作原理：首先使用双头usb接口的数据线连接装置内单片机与岸上的电脑，以对装置进行远程监测和控制。根据所摄目标物与设定好的装置固定位置，确定装置摄像头与被摄物体间的距离d(d应在30cm至200cm为宜)。远程使用电脑输入指令控制装置，启动折叠臂和测量灯，将测量灯展开至距离摄像头d的位置，并在空气中拍摄一张未经水体衰减的测量灯原始图像pic0。保持测量灯臂的展开距离，将装置置于水体中，再拍摄一张经距离d的水体光衰减的测量灯图像pic1。所摄图像pic0和pic1将自动输入单片机中，单片机将根据内置执行程序自动进行水体中光衰减系数的计算，并将水体rgb光衰减系数返回到电脑检测系统中。
[0100]
在装置完成水体rgb光衰减系数测量后，对折叠臂进行复位，熄灭测量灯，点亮装置两侧的补光灯，并将装置放置于设定好的装置固定位置。通过电脑远程实时监测摄像头视野情况，完成装置放置后，在电脑上输入拍摄指令，装置将拍摄目标物的图像。所摄图像将自动输入单片机中，单片机根据所测水体rgb衰减系数，使用上述复原方法对所摄图像进行真彩色复原，并将所还原的图片返回至电脑。
[0101]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
[0102]
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
技术特征：1.一种水下图像真彩色复原的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取水下目标物图像、水上测量灯图像和水下测量灯图像；所述水下目标物图像获取时确定摄像头与目标物之间的距离为d，并分别在空气中和水中对距离相机镜头为d的测量灯进行拍摄，获得所述水上测量灯图像和水下测量灯图像；步骤2，分别获取水上测量灯图像和水下测量灯图像的像素值z、图像最大饱和值s和图像黑色像素值b；根据归一化和逆伽马变换公式转换分别得到两幅图像的能量值e
air
和e
water
；计算公式为：上式中，k为根据图像格式调整的常系数；步骤3，计算水体的rgb衰减系数，计算公式如下：上式中，d为光源与摄像头的距离，e为自然常数，c
λ
即为水体的rgb衰减系数；步骤4，获取水下目标物图像的像素值z、图像最大饱和值s和图像黑色像素值b；根据归一化和逆伽马变换公式转换获得水下目标物图像的能量值e
target
：上式中，k为根据图像格式调整的常系数；步骤5，根据水体rgb衰减系数对水下目标物图像进行色彩复原，所述色彩复原方式为根据比尔定律对图像进行能量补偿：上式中d为设备测量灯与目标物的距离，c
λ
为水体的rgb衰减系数，e为自然常数，y即为色彩复原后的图像能量值；步骤6，根据水下目标物图像的图像最大饱和值s、图像黑色像素值b以及色彩复原后的图像能量值y，对水下目标物图像进行伽马变换与逆归一化处理得到图像色彩复原的图像像素值x：上式中k为根据图像格式决定的常系数。2.如权利要求1所述的一种水下图像真彩色复原的方法，其特征在于：所述根据图像格式调整的常系数k，对于线性图像记录格式，系数k为1，对于非线性图像记录格式，系数k为2.2。3.如权利要求1所述的一种水下图像真彩色复原的方法，其特征在于：所述分别获取水上测量灯图像和水下测量灯图像的像素值z以及获取水下目标物图像的像素值z，具体为，将整张照片的像素点数值按三通道的大小分别进行排序，取三通道数值最大的18个点并取均值，作为图像的像素值。4.一种水下图像真彩色复原的设备，其特征在于：所述设备包括至少一个处理器和至少一个存储器；所述存储器中存储有水下图像真彩色复原的执行程序；所述处理器执行所
述存储器存储的执行程序时，可以实现如权利要求1至3任意一项所述的水下图像真彩色复原的方法。5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行程序，所述计算机执行程序被处理器执行时用于实现如权利要求1至3任意一项所述的水下图像真彩色复原的方法。6.一种用于水下图像真彩色复原的图像采集装置，其特征在于：包括支撑架(1)、固定台(2)和固设于固定台(2)底部的机壳(3)；所述固定台(2)安装于支撑架(1)上，所述固定台(2)上中间位置安装有摄像头(4)，所述摄像头(4)的两侧分别安装有若干个补光灯(5)，所述补光灯(5)安装于固定台(2)上；所述摄像头(4)镜头的前方安装有可产生光源的测量灯(6)，所述测量灯(6)通过折叠臂(7)安装于固定台(2)上；所述机壳(3)内安装有单片机和电源，所述摄像头(4)、补光灯(5)和测量灯(6)均与所述单片机电性连接，所述单片机用于对摄像头(4)、补光灯(5)和测量灯(6)进行操作控制并获取拍摄图像。7.如权利要求6所述的一种用于水下图像真彩色复原的图像采集装置，其特征在于：所述折叠臂(7)为手动折叠臂或电动折叠臂，所述折叠臂(7)可控制测量灯(6)与摄像头(4)的距离区间为0.3米到2米。8.一种用于水下图像真彩色复原的系统，其特征在于：包括如权利要求6或7所述的图像采集装置，还包括上位机，所述上位机通过数据接口与所述单片机相连接，所述上位机用于对单片机进行操作控制并接收单片机上传的图像。
技术总结本发明提供了一种水下图像真彩色复原的方法和采集装置，其中复原的方法包括：首先，获取水下目标物图像、水上测量灯图像和水下测量灯图像，并确定拍摄距离；然后根据水上测量灯和水下测量灯图像的像素值得到两者的能量值；计算水体的RGB衰减系数；根据目标物图像的像素值得到其能量值；根据水体RGB衰减系数，运用比尔定律对水下目标物图像进行能力补偿；得到目标物图像色彩复原的图像像素值；本发明提出的草莓识别计数模型具有良好的检测性能和计数能力，可为草莓自动采摘和产量估算提供理论依据和技术支持。本方法通过分析图像RGB通道的数值计算水体衰减系数，在此基础上对原图像的RGB通道进行补偿来得到图像的真实颜色，图像的复原度大幅提高。像的复原度大幅提高。像的复原度大幅提高。
技术研发人员：孙梦楠 付民 李柏毅 陈玉 郑帆 陈恩依 郑冰
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：2022.04.25
技术公布日：2022/7/5
