针对海洋复杂成像环境导致的水下图像出现颜色衰退、对比度低等问题, 提出一种改进的带色彩恢复的多尺度视网膜(Multi-Scale Retinex with Color Restore, MSRCR)与限制对比度自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization, CLAHE)多尺度融合的水下图像增强算法。首先, 采用带有导向滤波的 MSRCR算法解决水下图像颜色衰退的问题; 其次, 采用带有 Gamma校正的 CLAHE算法以提高水下图像的对比度; 最后, 对经过改进的 MSRCR和 CLAHE处理后的图像进行多尺度融合以获得细节增强后的水下图像。实验结果表明, 和其他算法相比, 文中算法的峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)平均提高了 9.3914、结构相似性(Structural Similarity Index Measure, SSIM)平均提高了 0.3013、水下图像评价指标(Underwater Image Quality Evaluation, UIQE)平均提高了 4.7047, 能实现水下图像的有效增强。

线结构光扫描法是一种常用的三维探测方法，它可以应用于水下和空气中进行目标的探测。在目前线结构光扫描三维重建理论的基础上，研究了同时获取三维信息和颜色信息的方法。红、绿、蓝激光作为三色光源，依据颜色混合原理，进行相应颜色空间变换，用于水下物体的三维真彩色恢复。结果表明，物体的颜色恢复到人眼的视觉效果,并且目标物体的三维信息重建精度达到毫米量级。

由于Retinex算法在处理夜间彩色图像时容易出现光晕、颜色失真、细节丢失与噪声干扰等问题, 本文基于马尔科夫随机场(MRF)提出了一种针对单幅图像的Retinex图像增强算法。该算法在HSV颜色空间下采用线性引导滤波估计图像照度分量; 在MRF模型下求解仅包含物体本身特性的反射分量, 并通过颜色恢复函数与增益补偿方法进行颜色恢复与校正, 最终实现了夜间彩色图像的增强。实验结果表明, 利用本文算法处理后图像的均值(整体亮度)可以提高2倍以上, 标准差、熵、峰值信噪比(PSNR)等参数均有5%以上的提升。与其它基于Retinex原理的算法相比, 本文提出的算法增强效果显著, 具有消除"光晕伪影"现象、抑制噪声、颜色保真和有效地凸显边缘细节信息等能力。