在海底勘探、海洋資源開發(fā)、海洋生物監(jiān)測和識別等過程中,水下光學(xué)成像技術(shù)是一種非常重要的觀測手段。然而由于水體對不同波段的光線具有選擇性的吸收和散射,使得不同波長的光在水下出現(xiàn)不同程度的衰減,導(dǎo)致水下圖像色彩出現(xiàn)嚴(yán)重失真,尤其在遠(yuǎn)距離成像過程中,圖像失真更加明顯。本文基于國家863計劃項目“用于海底表層目標(biāo)探測和識別的水下高光譜成像技術(shù)研究”的研究工作,針對水下光譜成像系統(tǒng)需求,對基于輪轉(zhuǎn)濾光片的水下光譜成像技術(shù)進(jìn)行了探索研究,以期對海底表層目標(biāo)物的探測和識別研究提供原始的水下目標(biāo)物光譜圖像數(shù)據(jù),為項目的順利展開提供有價值的參考。本文從項目任務(wù)需求出發(fā),首先研制了一套基于輪轉(zhuǎn)濾光片的水下光譜成像系統(tǒng),分別對系統(tǒng)的成像模塊、控制系統(tǒng)、耐壓艙體的結(jié)構(gòu)及密封系統(tǒng)等的軟硬件進(jìn)行了設(shè)計。為了便于成像,系統(tǒng)采用自動聚焦方法。對基于輪轉(zhuǎn)濾光片的水下光譜成像系統(tǒng)樣機進(jìn)行測試和定標(biāo),分別對系統(tǒng)的光譜成像范圍及分辨率進(jìn)行測試,并對成像儀絕對輻射及靈敏限進(jìn)行定標(biāo)。通過實驗,分別在空氣中和水下對一塊帶有不同色塊的塑料色板進(jìn)行多光譜圖像的獲取。使用基于帶色彩恢復(fù)的多尺度Retinex圖像增強算法（MSRCR）對獲... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 水下光學(xué)成像技術(shù)
    1.3 光譜成像技術(shù)
        1.3.1 多光譜和高光譜遙感原理
        1.3.2 光譜成像技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 光譜成像技術(shù)分類
        1.3.4 光譜成像技術(shù)分光技術(shù)簡介
    1.4 海水的光學(xué)特性
        1.4.1 光在水下的傳輸理論
        1.4.2 海水的表觀和內(nèi)在光學(xué)特性
    1.5 論文的主要研究內(nèi)容及安排
2 基于輪轉(zhuǎn)濾光片的水下光譜成像技術(shù)理論研究
    2.1 基于濾光結(jié)構(gòu)的水下光譜成像系統(tǒng)的工作原理
    2.2 水下光譜成像理論模型
    2.3 自制水下寬光譜照明光源簡介
    2.4 本章小結(jié)
3 基于輪轉(zhuǎn)濾光片的水下光譜成像儀樣機研制
    3.1 光譜成像系統(tǒng)
        3.1.1 分光模塊
        3.1.2 成像模塊
        3.1.3 探測器模塊
    3.2 光譜成像系統(tǒng)的自動聚焦實現(xiàn)
        3.2.1 基于圖像處理的自動聚焦原理
        3.2.2 基于圖像處理的聚焦方法
        3.2.3 典型的圖像清晰度評價函數(shù)
        3.2.4 自動聚焦搜索算法簡介
    3.3 數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)
    3.4 應(yīng)用軟件設(shè)計
    3.5 系統(tǒng)機械設(shè)計
        3.5.1 水下耐壓艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計理論計算
        3.5.2 密封艙體壁厚設(shè)計
        3.5.3 端蓋設(shè)計
        3.5.4 密封設(shè)計
    3.6 耐壓艙體ANSYS仿真及結(jié)果分析
    3.7 機械加工及測試
    3.8 本章小結(jié)
4 基于輪轉(zhuǎn)濾光片的水下光譜成像儀關(guān)鍵參數(shù)定標(biāo)與測試
    4.1 光譜覆蓋范圍及分辨率測試
        4.1.1 測試裝置及方法
        4.1.2 測試結(jié)果及分析
    4.2 絕對輻射定標(biāo)與測試
        4.2.1 絕對輻射定標(biāo)測試裝置及方法
        4.2.2 測試結(jié)果及分析
    4.3 水下光譜成像儀靈敏限定標(biāo)
        4.3.1 靈敏限定標(biāo)方法
        4.3.2 測試結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)實驗與結(jié)果分析
    5.1 光譜圖像獲取與分析
    5.2 基于MSRCR補償算法研究及色彩還原
    5.3 光譜圖像補償及色彩還原結(jié)果及分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄一 Thorlabs公司FB系列帶通濾色片參數(shù)表
附錄二 作者簡歷及論文發(fā)表情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高分辨力成像光譜儀光譜定標(biāo)研究[J]. 葛明鋒,亓洪興,王雨曦,周潘偉,韓貴丞.  光電工程. 2015(12)
[2]兩個不等光強非相干光源的分辨研究[J]. 霍雨翀,彭毅.  物理與工程. 2011(06)
[3]中國衛(wèi)星海洋觀測系統(tǒng)及其傳感器（1988—2025）[J]. 賀明霞,賀雙顏,王云飛,楊倩,唐軍武,胡傳民.  中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(12)
[4]海洋中溶解甲烷的原位檢測技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 于新生,李麗娜,胡亞麗,蘭志剛.  地球科學(xué)進(jìn)展. 2011(10)
[5]調(diào)焦系統(tǒng)中數(shù)字圖像清晰度評價函數(shù)的研究[J]. 馮精武,喻擎蒼,蘆寧,馮海明.  機電工程. 2011(03)
[6]水下磁性物體探測定位方法研究[J]. 張建春,王傳雷.  水運工程. 2009(10)
[7]海底沉積物保真采樣技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 秦華偉,陳鷹,顧臨怡,李世倫,陶軍,耿雪樵.  熱帶海洋學(xué)報. 2009(04)
[8]海底底質(zhì)聲學(xué)性質(zhì)原位測量技術(shù)研究[J]. 郭常升,竇玉壇,谷明峰.  海洋科學(xué). 2007(08)
[9]時移磁測方法正反演研究[J]. 楊波,姬廣忠.  工程地球物理學(xué)報. 2007(02)
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博士論文
[1]深海熱液保真采樣機理及其實現(xiàn)技術(shù)研究[D]. 吳世軍.浙江大學(xué) 2009

碩士論文
[1]用于水下光譜成像的水下寬譜光源的研究[D]. 陳瑤.浙江大學(xué) 2017
[2]基于圖像處理的自動調(diào)焦算法研究及系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 陶金有.中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機械研究所） 2014
[3]基于圖像處理的自動聚焦理論研究[D]. 王家川.重慶大學(xué) 2012
[4]基于液晶可調(diào)諧的寬光譜窄帶Lyot型濾光片[D]. 曹星燁.浙江大學(xué) 2008
[5]海洋高光譜數(shù)據(jù)在淺海海底探測及赤潮藻類信息提取中的應(yīng)用[D]. 李肖霞.中國海洋大學(xué) 2007



本文編號：3190320