在海底勘探、海洋資源開(kāi)發(fā)、海洋生物監(jiān)測(cè)和識(shí)別等過(guò)程中,水下光學(xué)成像技術(shù)是一種非常重要的觀測(cè)手段。然而由于水體對(duì)不同波段的光線具有選擇性的吸收和散射,使得不同波長(zhǎng)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(guò)程中,圖像失真更加明顯。本文基于國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“用于海底表層目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別的水下高光譜成像技術(shù)研究”的研究工作,針對(duì)水下光譜成像系統(tǒng)需求,對(duì)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(duì)海底表層目標(biāo)物的探測(cè)和識(shí)別研究提供原始的水下目標(biāo)物光譜圖像數(shù)據(jù),為項(xiàng)目的順利展開(kāi)提供有價(jià)值的參考。本文從項(xiàng)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(duì)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(jì)。為了便于成像,系統(tǒng)采用自動(dòng)聚焦方法。對(duì)基于輪轉(zhuǎn)濾光片的水下光譜成像系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試和定標(biāo),分別對(duì)系統(tǒng)的光譜成像范圍及分辨率進(jìn)行測(cè)試,并對(duì)成像儀絕對(duì)輻射及靈敏限進(jìn)行定標(biāo)。通過(guò)實(shí)驗(yàn),分別在空氣中和水下對(duì)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(qiáng)算法（MSRCR）對(duì)獲... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)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(jiǎn)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?jī)?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(jiǎn)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(jī)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(cè)器模塊
    3.2 光譜成像系統(tǒng)的自動(dòng)聚焦實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 基于圖像處理的自動(dòng)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(píng)價(jià)函數(shù)
        3.2.4 自動(dòng)聚焦搜索算法簡(jiǎn)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(jì)
    3.5 系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)
        3.5.1 水下耐壓艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論計(jì)算
        3.5.2 密封艙體壁厚設(shè)計(jì)
        3.5.3 端蓋設(shè)計(jì)
        3.5.4 密封設(shè)計(jì)
    3.6 耐壓艙體ANSYS仿真及結(jié)果分析
    3.7 機(jī)械加工及測(cè)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(cè)試
    4.1 光譜覆蓋范圍及分辨率測(cè)試
        4.1.1 測(cè)試裝置及方法
        4.1.2 測(cè)試結(jié)果及分析
    4.2 絕對(duì)輻射定標(biāo)與測(cè)試
        4.2.1 絕對(duì)輻射定標(biāo)測(cè)試裝置及方法
        4.2.2 測(cè)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(cè)試結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
    5.1 光譜圖像獲取與分析
    5.2 基于MSRCR補(bǔ)償算法研究及色彩還原
    5.3 光譜圖像補(bǔ)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(jiǎn)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(gè)不等光強(qiáng)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(guó)衛(wèi)星海洋觀測(cè)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(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(12)
[4]海洋中溶解甲烷的原位檢測(cè)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(píng)價(jià)函數(shù)的研究[J]. 馮精武,喻擎蒼,蘆寧,馮海明.  機(jī)電工程. 2011(03)
[6]水下磁性物體探測(cè)定位方法研究[J]. 張建春,王傳雷.  水運(yùn)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(bào). 2009(04)
[8]海底底質(zhì)聲學(xué)性質(zhì)原位測(cè)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(shí)移磁測(cè)方法正反演研究[J]. 楊波,姬廣忠.  工程地球物理學(xué)報(bào). 2007(02)
[10]多頻海底聲學(xué)原位測(cè)試系統(tǒng)研制和試用[J]. 陶春輝,金肖兵,金翔龍,周建平,張金輝,顧春華,何擁華,WIL KENS R H,FU Shung-sheng.  海洋學(xué)報(bào)(中文版). 2006(02)

博士論文
[1]深海熱液保真采樣機(jī)理及其實(shí)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(dòng)調(diào)焦算法研究及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D]. 陶金有.中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2014
[3]基于圖像處理的自動(dòng)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(cè)及赤潮藻類信息提取中的應(yīng)用[D]. 李肖霞.中國(guó)海洋大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3190320