本文關(guān)鍵詞：水下距離選通圖像增強的方法和技術(shù)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水下距離選通成像技術(shù)由于具有成像效果優(yōu)良、不易受環(huán)境光源影響、作用距離遠的特點,在海洋資源開發(fā)、海洋工程建設(shè)、海洋防衛(wèi)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。但是,遠距離目標圖像降質(zhì)嚴重,需要進行圖像后處理操作。本文開展了水下距離選通圖像增強方法和技術(shù)的研究。論文的主要工作和取得的新見解如下:1、闡述了國內(nèi)外水下距離選通成像的發(fā)展現(xiàn)狀,設(shè)計實現(xiàn)了水下距離選通成像系統(tǒng)并從實驗水槽中采集水下圖像,分析了距離選通系統(tǒng)的水下圖像質(zhì)量退化原因,進行了算法驗證,將改進方法與已有算法比對分析,給出了對比結(jié)果。2、提出了基于梯度和小波變換的水下圖像去噪方法。首先,對圖像進行余弦小波變換,得到不同頻率空間的圖像集。低頻空間引入新的圖像梯度強化方法以提高圖像的紋理信息量;對應(yīng)非均勻性條帶的LH或HL空間做曲面擬合處理以消除非均勻性條帶的影響;在HH空間去噪過程中,低層空間做非局部均值處理以保留圖像相似信息,高層空間做分數(shù)階積分處理以保留圖像細節(jié)信息。最后小波逆變換得到去噪圖像。實驗表明,本文所研究的水下去噪算法,能夠平滑噪聲且更大限度的保留圖像細節(jié)紋理,在客觀評價指標上提升超過6%。3、提出了二維直方圖雙平臺均衡化算法。首先,將像素與其臨域均值的對比關(guān)系添加到一維直方圖信息得到二維直方圖;然后,設(shè)計算法處理二維直方圖得到規(guī)定化的一維直方圖;最后,進行直方圖均衡化得到了水下增強圖像。4、提出了抑制估計誤差的Retinex算法。首先,使用引導(dǎo)濾波器作為核函數(shù)求出Retinex照射分量并用照射分量估計出圖像在反射分量的權(quán)值;然后,將反射分量與權(quán)值運算得到新反射分量;最后,將反射分量和照射分量非線性融合得到增強結(jié)果圖像。實驗結(jié)果表明,改進算法實現(xiàn)了目標、背景、邊界信息的增強,具有抑制背景噪聲、平衡圖像亮度的功能,增強指標提升了12%。最后進行了總結(jié)和展望。
【關(guān)鍵詞】：水下成像 距離選通成像 圖像去噪 圖像增強 小波變換 直方圖均衡化 Retinex算法
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 前言10-11
• 1.2 論文研究的背景和意義11-12
• 1.3 水下成像與增強技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-21
• 1.3.1 水下成像技術(shù)種類概述12-14
• 1.3.2 水下成像技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.3 水下圖像增強技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-21
• 1.4 全文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)的安排21-23
• 第2章 水下距離選通成像系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)23-32
• 2.1 水下距離選通成像原理23-24
• 2.2 水下距離選通成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的實現(xiàn)24-30
• 2.2.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)與各器件設(shè)計分析24-28
• 2.2.2 水下距離選通成像系統(tǒng)選通控制設(shè)計的分析28-30
• 2.3 實驗數(shù)據(jù)采集30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 基于梯度和小波變換的水下距離選通圖像去噪方法32-53
• 3.1 水下距離選通圖像降質(zhì)原理分析32-38
• 3.1.1 水的光學(xué)特性對水下距離選通圖像降質(zhì)的分析32-35
• 3.1.2 水下距離選通成像系統(tǒng)對圖像降質(zhì)的分析35-38
• 3.2 基于梯度和小波變換的水下距離選通圖像去噪方法38-46
• 3.2.1 非均勻性條帶的校正38-39
• 3.2.2 改進的快速最小誤差曲面擬合法39-41
• 3.2.3 非局部均值法41-42
• 3.2.4 改進的分數(shù)階積分法42-44
• 3.2.5 梯度強化的多尺度余弦小波去噪44-46
• 3.3 去噪實驗效果分析46-52
• 3.3.1 圖像客觀評價指標47
• 3.3.2 去噪效果對比47-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第4章 抑制估計誤差Retinex算法的水下距離選通圖像的增強53-70
• 4.1 水下距離選通圖像增強方法研究53-55
• 4.1.1 直方圖增強53-54
• 4.1.2 Retinex增強54-55
• 4.2 改進的水下距離選通圖像增強方法55-62
• 4.2.1 幀疊加圖像去噪56-57
• 4.2.2 二維直方圖雙平臺均衡化57-59
• 4.2.3 抑制估計誤差的Retinex算法59-62
• 4.3 圖像增強實驗效果分析62-69
• 4.3.1 增強效果的主觀評價62-64
• 4.3.2 增強效果的客觀評價64-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第5章 總結(jié)與展望70-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單76-77
• 致謝77

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本文編號：355966