本文主要研究内容
作者郭乙陆（2019）在《面向凝视型光谱成像系统的水下光谱图像重建方法研究》一文中研究指出：水下光谱成像技术在海洋生物识别、海洋地质调查、海洋环境监控等领域有着重要的作用。然而使用水下光谱成像技术对水下目标探测时面临诸多困难,如水体强烈的衰减作用造成光线能量的衰减及光谱特征的改变、强烈的散射光线淹没特征信号等。针对以上的问题,本文设计了一套水下光谱成像系统,并设计了水下光谱图像重建算法,确保系统在水下的实用性。在水下光谱成像系统设计方面,本文设计了凝视型光谱成像仪,单次成像即可获得特定波长的光谱图像,在水下有较好的抗震性能。设计了配套的水下光源与水下激光测距系统,实现了清水中10 m以内400-700 nm波段的光谱成像及测距。开展了光谱成像仪在空气中的绝对辐射定标、光谱分辨率定标和光谱灵敏限定标,确保了系统的可靠性。在水下光谱图像重建算法方面,建立了一套包含了光谱图像的预处理算法(图像去噪与光谱图像配准)、水下光谱图像的辐射补偿算法、水下散射光光辐射矫正算法以及图像增强算法在内的完整水下光谱图像处理流程。光谱图像预处理算法中,针对水下弱光环境图像信噪比低的特点,设计了基于中值滤波与基于去噪神经网络的图像去噪算法。针对不同波段间图像错位的问题,基于SURF算子,在黑白相机的辅助下实现了任意信噪比的光谱图像配准。水下光谱图像的辐射补偿通过基于被动光源的水下图像辐射补偿方法、水下光源光场建模与基于主动光源的水下图像辐射补偿方法研究,消除了水下光衰减对光谱成像的影响。基于被动光源的水下图像辐射补偿方法主要针对于水下自发光物体。根据水下光学特性及成像规律,设计水下自发光物体的光谱成像模型,并根据模型设计水下图像的辐射补偿方法。使用手机为自发光光源,完成数据采集与模型参数定标,并验证该补偿方法的准确性。在水下光源光场建模方面,以平方反比定律为基础,依次建立空气中及水下光源光场模型。设计水下光场模型的定标方法,使用光轴上两个距离的辐照度即可实现整个水下光场的辐照度定标。依次对比水下光轴上光场与切面光场上的实测辐照度与模型辐照度,评价模型的准确性。在基于主动光源的水下图像辐射补偿方法方面,将基于被动光源的水下图像辐射模型与水下光源光场模型相结合,建立基于主动光源的光谱成像模型,实现对水下任意目标的探测。根据模型设计水下成像距离归一化算法,将所有光谱图像补偿到与定标物体相同的探测距离。采集水下8m-10m距离的光谱图像,将所有图像归一化到水下8m,分析该模型的精度。水下散射光光辐射矫正算法主要针对于水下背散射导致光谱信息扭曲及图像雾化的问题。分析辐射信号的来源,设计基于定标物体光谱反射率的去雾模型,并根据模型精确去除背散射光辐射,重建光谱图像。根据重建后的光谱图像计算光谱反射率,与实测光谱反射率做对比,分析重建算法的精度。图像增强算法主要用于提升图像的清晰度,方便人眼观察。对于运动模糊明显的图像,使用去模糊循环神经网络去除运动模糊;对于一般水下光谱图像,使用盲去模糊算法对离焦模糊及水体前向散射造成的高斯模糊做矫正,最终实现清晰的水下光谱图像重建。通过对水下光谱图像的重建,实现了准确、直观的水下目标光谱特征获取,在水下探测领域有广泛的应用前景。
Abstract
shui xia guang pu cheng xiang ji shu zai hai xiang sheng wu shi bie 、hai xiang de zhi diao cha 、hai xiang huan jing jian kong deng ling yu you zhao chong yao de zuo yong 。ran er shi yong shui xia guang pu cheng xiang ji shu dui shui xia mu biao tan ce shi mian lin zhu duo kun nan ,ru shui ti jiang lie de cui jian zuo yong zao cheng guang xian neng liang de cui jian ji guang pu te zheng de gai bian 、jiang lie de san she guang xian yan mei te zheng xin hao deng 。zhen dui yi shang de wen ti ,ben wen she ji le yi tao shui xia guang pu cheng xiang ji tong ,bing she ji le shui xia guang pu tu xiang chong jian suan fa ,que bao ji tong zai shui xia de shi yong xing 。zai shui xia guang pu cheng xiang ji tong she ji fang mian ,ben wen she ji le ning shi xing guang pu cheng xiang yi ,chan ci cheng xiang ji ke huo de te ding bo chang de guang pu tu xiang ,zai shui xia you jiao hao de kang zhen xing neng 。she ji le pei tao de shui xia guang yuan yu shui xia ji guang ce ju ji tong ,shi xian le qing shui zhong 10 myi nei 400-700 nmbo duan de guang pu cheng xiang ji ce ju 。kai zhan le guang pu cheng xiang yi zai kong qi zhong de jue dui fu she ding biao 、guang pu fen bian lv ding biao he guang pu ling min xian ding biao ,que bao le ji tong de ke kao xing 。zai shui xia guang pu tu xiang chong jian suan fa fang mian ,jian li le yi tao bao han le guang pu tu xiang de yu chu li suan fa (tu xiang qu zao yu guang pu tu xiang pei zhun )、shui xia guang pu tu xiang de fu she bu chang suan fa 、shui xia san she guang guang fu she jiao zheng suan fa yi ji tu xiang zeng jiang suan fa zai nei de wan zheng shui xia guang pu tu xiang chu li liu cheng 。guang pu tu xiang yu chu li suan fa zhong ,zhen dui shui xia ruo guang huan jing tu xiang xin zao bi di de te dian ,she ji le ji yu zhong zhi lv bo yu ji yu qu zao shen jing wang lao de tu xiang qu zao suan fa 。zhen dui bu tong bo duan jian tu xiang cuo wei de wen ti ,ji yu SURFsuan zi ,zai hei bai xiang ji de fu zhu xia shi xian le ren yi xin zao bi de guang pu tu xiang pei zhun 。shui xia guang pu tu xiang de fu she bu chang tong guo ji yu bei dong guang yuan de shui xia tu xiang fu she bu chang fang fa 、shui xia guang yuan guang chang jian mo yu ji yu zhu dong guang yuan de shui xia tu xiang fu she bu chang fang fa yan jiu ,xiao chu le shui xia guang cui jian dui guang pu cheng xiang de ying xiang 。ji yu bei dong guang yuan de shui xia tu xiang fu she bu chang fang fa zhu yao zhen dui yu shui xia zi fa guang wu ti 。gen ju shui xia guang xue te xing ji cheng xiang gui lv ,she ji shui xia zi fa guang wu ti de guang pu cheng xiang mo xing ,bing gen ju mo xing she ji shui xia tu xiang de fu she bu chang fang fa 。shi yong shou ji wei zi fa guang guang yuan ,wan cheng shu ju cai ji yu mo xing can shu ding biao ,bing yan zheng gai bu chang fang fa de zhun que xing 。zai shui xia guang yuan guang chang jian mo fang mian ,yi ping fang fan bi ding lv wei ji chu ,yi ci jian li kong qi zhong ji shui xia guang yuan guang chang mo xing 。she ji shui xia guang chang mo xing de ding biao fang fa ,shi yong guang zhou shang liang ge ju li de fu zhao du ji ke shi xian zheng ge shui xia guang chang de fu zhao du ding biao 。yi ci dui bi shui xia guang zhou shang guang chang yu qie mian guang chang shang de shi ce fu zhao du yu mo xing fu zhao du ,ping jia mo xing de zhun que xing 。zai ji yu zhu dong guang yuan de shui xia tu xiang fu she bu chang fang fa fang mian ,jiang ji yu bei dong guang yuan de shui xia tu xiang fu she mo xing yu shui xia guang yuan guang chang mo xing xiang jie ge ,jian li ji yu zhu dong guang yuan de guang pu cheng xiang mo xing ,shi xian dui shui xia ren yi mu biao de tan ce 。gen ju mo xing she ji shui xia cheng xiang ju li gui yi hua suan fa ,jiang suo you guang pu tu xiang bu chang dao yu ding biao wu ti xiang tong de tan ce ju li 。cai ji shui xia 8m-10mju li de guang pu tu xiang ,jiang suo you tu xiang gui yi hua dao shui xia 8m,fen xi gai mo xing de jing du 。shui xia san she guang guang fu she jiao zheng suan fa zhu yao zhen dui yu shui xia bei san she dao zhi guang pu xin xi niu qu ji tu xiang wu hua de wen ti 。fen xi fu she xin hao de lai yuan ,she ji ji yu ding biao wu ti guang pu fan she lv de qu wu mo xing ,bing gen ju mo xing jing que qu chu bei san she guang fu she ,chong jian guang pu tu xiang 。gen ju chong jian hou de guang pu tu xiang ji suan guang pu fan she lv ,yu shi ce guang pu fan she lv zuo dui bi ,fen xi chong jian suan fa de jing du 。tu xiang zeng jiang suan fa zhu yao yong yu di sheng tu xiang de qing xi du ,fang bian ren yan guan cha 。dui yu yun dong mo hu ming xian de tu xiang ,shi yong qu mo hu xun huan shen jing wang lao qu chu yun dong mo hu ;dui yu yi ban shui xia guang pu tu xiang ,shi yong mang qu mo hu suan fa dui li jiao mo hu ji shui ti qian xiang san she zao cheng de gao si mo hu zuo jiao zheng ,zui zhong shi xian qing xi de shui xia guang pu tu xiang chong jian 。tong guo dui shui xia guang pu tu xiang de chong jian ,shi xian le zhun que 、zhi guan de shui xia mu biao guang pu te zheng huo qu ,zai shui xia tan ce ling yu you an fan de ying yong qian jing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自浙江大学的郭乙陆，发表于刊物浙江大学2019-07-08论文，是一篇关于水下光谱成像论文,水下光谱成像仪设计论文,光谱图像配准论文,水下光场建模论文,水下辐射补偿论文,水下散射光辐射矫正论文,去模糊论文,浙江大学2019-07-08论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自浙江大学2019-07-08论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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