Underwater Image Enhancement using Fusion of Different Techniques

Abstract

Underwater environment is potentially rich for scientific research and explorations, but it is challenging to capture the image of the underwater environment due to light absorption and scattering effects of water. In this research, white balance algorithm is employed to recover the lost color information and multiscale image fusion is applied to the features of gamma corrected and sharpened image for dehazing the underwater image and improve the contrast. This thesis proposes an approach that enhances color correction with Histogram Equalization (HE) and applies Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE) to sharpened image to further improve the details of the underwater image. The UIEB and SQUID datasets are used which include underwater scenery with fish, coral reefs, divers, underwater structures and shipwrecks. The application of the multiscale image fusion with proposed algorithm achieves to balance the distorted colors of underwater image and enhances fine details and contrast to improve image quality. Keywords: underwater image enhancement, color compensation, multiscale image fusion.

Sualtı çevresi, bilimsel araştırmalar ve keşifler için potansiyel olarak zengin bir alan olmasına rağmen, suyun ışığı emme ve saçma etkileri nedeniyle sualtı ortamının görüntüsünü yakalamak zor bir süreçtir. Bu araştırmada, kaybolmuş renkleri kurtarmak için beyaz dengeleme algoritması kullanılmakta ve çok ölçekli görüntü füzyonu, gama düzeltilmiş ve keskinleştirilmiş görüntünün özelliklerine uygulanarak sualtı görüntüsünün sislenme etkisini gidermede ve kontrastı artırmada kullanılmaktadır. Bu tez, renk düzeltmesini Histogram Eşitleme (HE) ile arttıran ve daha sonra keskinleştirilmiş görüntüye Kontrast Sınırlı Adaptif Histogram Eşitleme (CLAHE) uygulayan bir yaklaşım önermektedir, böylece sualtı görüntüsünün detayları daha da belirginleşecektir. UIEB ve SQUID veri setleri, balıklar, mercan resifleri, dalgıçlar, sualtı yapıları ve gemi enkazları gibi sualtı manzaralarını içermektedir. Önerilen algoritma, çok ölçekli görüntü füzyonunun uygulanması, sualtı görüntüsü renklerinin yenilenmesini ve görüntü kalitesini, ince detayları ve kontrastı artırmayı başarmaktadır. Anahtar Kelimeler: sualtı görüntü geliştirme, renk dengeleme, çok ölçekli görüntü füzyonu.