Images captured underwater are often characterized by low contrast, color distortion, and noise. To address these visual degradations, we propose a novel scheme by constructing an adaptive color and contrast enhancement, and denoising (ACCE-D) framework for underwater image enhancement. In the proposed framework, Difference of Gaussian (DoG) filter and bilateral filter are respectively employed to decompose the high-frequency and low-frequency components. Benefited from this separation, we utilize soft-thresholding operation to suppress the noise in the high-frequency component. Specially, the low-frequency component is enhanced by using an adaptive color and contrast enhancement (ACCE) strategy. The proposed ACCE is an adaptive variational framework implemented in the HSI color space, which integrates data term and regularized term, as well as introduces Gaussian weight and Heaviside function to avoid over-enhancement and oversaturation. Moreover, we derive a numerical solution for ACCE, and adopt a pyramid-based strategy to accelerate the solving procedure. Experimental results demonstrate that our strategy is effective in color correction, visibility improvement, and detail revealing. Comparison with state-of-the-art techniques also validate the superiority of proposed method. Furthermore, we have verified the utility of our proposed ACCE-D for enhancing other types of degraded scenes, including foggy scene, sandstorm scene and low-light scene.


翻译:水下捕获的图像通常以低对比度、色彩扭曲和噪音为特征。 为解决这些视觉退化,我们提出一个新的方案,通过建立适应性色色色和对比增强以及水下图像增强的降级(ACCE-D)框架。 在拟议框架中,高森过滤器和双边过滤器的差异分别用于分解高频和低频组件。 从这一分离中受益,我们利用软保持操作来抑制高频组件中的噪音。 特别是,通过采用适应性色色和对比增强(ACCE)战略,低频组件得到加强。 拟议的ACCE是一个适应性变异框架,在HSI色彩空间实施,将数据术语和常规期结合起来,并引入高斯权重和高维端功能,以避免高频和高频组件过度增强。 此外,我们为ACCE开发了一个数字解决方案,并采用了基于金字塔光线的战略,以加快解决程序。 实验结果表明,我们的战略在色校正、可见度改进和详细展示方面是有效的。 将数据术语和常规化期实施比,我们提议的低度评估了降低的实地优势。

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