水体の選択的吸収と多重散乱によって引き起こされる水中画像の低コントラスト、著しい色偏りおよび細部のぼやけなどの劣化現象に対して、平均強度差先験を駆動とする水中画像復元モデルを提案する。まず、局所ウィンドウ内で「青〜緑、赤」と「緑〜青、赤」の二つの枝の平均強度差を並列に計算し、それらの平均値を取り、ノイズに強い三チャンネル結合減衰先験を構築し、強度差推定に用いる。次に、「強度差〜被写界深度〜透過率」の鎖状物理関係に基づき、適応的な傾きの指数マッピングを導入し、一階テイラー展開と差分近似を組み合わせて三チャンネル透過図を正確に推定する。同時に、強度差が最大の画素集合の平均を計算し、背景光を推定する。最後に、透過図と背景光を水中撮影モデルの逆問題に代入し、色彩が自然で細部が鮮明な画像復元を実現する。実際の水中画像データセットUIEBおよびUCCSにおける定性および定量実験の結果、提案モデルはUIQM、UCIQE、CCF、MWFなどの指標で総合的に最良の成績を収め、色彩再現度、コントラスト、細部の鮮明度を著しく向上させた。応用実験では、復元画像のキーポイント検出数が著しく増加し、エッジ表現がより連続的かつ鮮明であり、セグメンテーション結果の対象境界がより明瞭で誤検出率が低いことを示した。このモデルは異なる水環境に適応可能であり、色彩が自然で細部が鮮明な水中画像を復元し、後続の水中視覚認識タスクに信頼性の高い前処理データを提供する。

水中画像復元;低品質画像強調;強度差先験;透過図推定;背景光推定