水下设施的例行和应急检测是保障船闸正常运行的关键,由于船闸所处水体情况复杂,存在泥沙、微生物等悬浮物质,水质浑浊程度不均,导致水下设施图像存在对比度低、模糊、颜色失真等问题,直接影响水下设施运行状况的判断。论文开展水下图像复原和目标检测方法的研究,对于提高船闸水下设施的检测水平具有重要意义。根据水下与雾天、夜间环境图像成像模型上的相似性,将暗通道和LMCV先验直接用于水下图像复原,结果表明两种方法的局限性。分析基于暗通道和LMCV先验复原方法中透射率的相似性,提出一种新的透射率表达式,能有效用于多种场景图像的透射率估算,通过透射率细化和背景光估算得到复原方程。复原结果表明,该方法复原后图像的评价指标(UIQM)更高,同时也能有效复原夜间、雾天图像,但无法用于浑浊水下图像复原。构建浑浊水下环境,测试RGB三种光线在浑水环境下的可见度和衰减特性,结果表明:与海水环境不同,浑浊水环境下蓝光衰减最快,红光次之,绿光最慢。在此基础上,根据颜色通道间的衰减差异与透射率的关系,估算图像的透射率与背景光,提出一种基于通道衰减差异的水下图像复原方法。复原结果表明,与前述方法以及现有复原方法相比,该方法复原后的浑浊水下图像的UIQM评价指标更高,同时也能有效复原海水图像。根据水下设施紧固螺钉的检测要求,分析不同水下目标特征,采用Adaboost算法和级联分类器检测水下目标,通过非极大值抑制消除重复窗口和错误窗口。比较LBP、Haar和HOG三种特征训练得到的分类器在浑浊水下图像中的检测效果,结果表明,HOG特征对应的分类器在浑浊水下检测效果更好。