Modellierung der mehrfarbigen Lichtabschwächung zur Wiederherstellung von Unterwasserbildern

Die einzigartigen physikalischen Eigenschaften von Unterwasserumgebungen führen häufig zu Farbverzerrungen, eingeschränkter Sichtbarkeit und Verlust von Details in Unterwasserbildern. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, präsentieren wir eine neuartige Technik zur Wiederherstellung von Unterwasserbildern, bekannt als die Methode der mehrfarbigen Komponenten und Lichtabschwächung (MCLA). Zunächst führen wir einen adaptiven Ansatz zur Schätzung des Hintergrundlichts für die Wiederherstellung von Unterwasserbildern (BLEU) ein, der die Umwandlung eines mehrfarbigen Modells nutzt, um effektiv Farbverfälschungen zu beseitigen und gleichzeitig Störungen durch weiße Objekte und suspendierte Partikel zu minimieren. Anschließend schlagen wir ein hochmodernes Modell zur Schätzung von Tiefenkarten vor, das auf Merkmalvorwissen basiert und dazu dient, Details zu verbessern und Texturen wiederherzustellen. Dann passen wir den roten Kanal mit einer kürzeren Wellenlängen an, um die Tiefenkarte zu korrigieren und die Übertragungsmappe basierend auf dem Lambert-Beer-Gesetz zu berechnen. Letztendlich können wir durch die Nutzung des erhaltenen Hintergrundlichts und der Übertragungsmappe klare Unterwasserbilder mithilfe des invertierten optischen Unterwasserbildmodells erzeugen. Die MCLA-Methode verbessert nicht nur Helligkeit und Sichtbarkeit, sondern entfernt auch Farbverfälschungen, erhöht den Kontrast, bereichert die Details und reduziert Artefakte. Experimentelle Ergebnisse auf dem weit verbreiteten UIEB-Benchmark zeigen die Überlegenheit von MCLA gegenüber modernen Techniken sowohl in subjektiven als auch in objektiven Bewertungen. Darüber hinaus weist unser Ansatz eine verbesserte Leistung in der Farbkorrekturgenauigkeit sowie in der Wiederherstellung von Details und Texturen auf.