【摘要】：農(nóng)田水利工程是我國的重點建設(shè)工程,關(guān)乎著我國的民生問題。堤壩工程作為農(nóng)田水利工程中重要的項目,主要用來避免洪災(zāi)泛濫,抵御洪水,保障著堤防沿岸人民的生命和財產(chǎn)安全,但堤壩在長期的服役過程中很容易出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致壩體滲透,引發(fā)潰堤險情。由此可見,堤壩的安全檢測尤為重要。機(jī)器視覺的發(fā)展實現(xiàn)了利用圖像處理技術(shù)對堤壩進(jìn)行安全檢測,但由于水下環(huán)境成像的復(fù)雜性,直接采集到的水下堤壩裂縫圖像會出現(xiàn)嚴(yán)重的降質(zhì)問題,因此利用圖像處理技術(shù)對水下圖像進(jìn)行復(fù)原處理成為一個重要的研究課題。水下環(huán)境的復(fù)雜性導(dǎo)致了水下堤壩裂縫圖像存在邊緣模糊、噪聲大以及對比度低的降質(zhì)問題,一些經(jīng)典的邊緣檢測算法難以準(zhǔn)確檢測水下堤壩裂縫目標(biāo),因此本文提出了一種新的水下圖像檢測算法,主要研究工作如下:首先,提出一種基于導(dǎo)向濾波的Retinex圖像增強(qiáng)算法對采集到的原始圖像進(jìn)行復(fù)原處理,將水下堤壩裂縫圖像RGB色彩空間轉(zhuǎn)換至HSV色彩空間,采用導(dǎo)向濾波對亮度圖像進(jìn)行處理,并估計出照度分量,采用直方圖均衡和Gamma顏色校正技術(shù)計算出照度圖像,再利用Sigmoid函數(shù)實現(xiàn)反射圖像的增強(qiáng)處理,最后恢復(fù)色彩空間的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了水下堤壩裂縫圖像增強(qiáng)。與典型的Retinex算法進(jìn)行了實驗對比,結(jié)果證明本文采用的基于導(dǎo)向濾波的Retinex圖像增強(qiáng)算法能夠清晰的完成水下堤壩裂縫圖像的復(fù)原,并解決了Retinex圖像增強(qiáng)中在高對比度邊緣區(qū)域存在偏色和“光暈偽影”的缺點。其次,將水下堤壩裂縫增強(qiáng)圖像采用自適應(yīng)最大類間方差閾值分割法,結(jié)合形態(tài)學(xué)處理方法進(jìn)行圖像分割處理,再對孤立的噪點進(jìn)行剔除。最后,將檢測出清晰的水下堤壩裂縫二值圖像采用無限大骨架提取的方法將線性裂縫細(xì)化為單像素寬,計算出所需的裂縫特征參數(shù)值。實驗結(jié)果表明,該方法能夠在復(fù)雜的水下環(huán)境中準(zhǔn)確、有效的檢測并提取出水下堤壩裂縫圖像的裂縫特征。
【圖文】：

2 水下圖像理論基礎(chǔ)2 水下圖像理論基礎(chǔ)下圖像成像模型的光學(xué)特性周知，光在不同的介質(zhì)傳播其傳播效果對成像很大的影響，在水中傳播收和散射作用。這是由于光在傳播時,其介質(zhì)密度的大小會直接影響其度要比空氣的密度大 800 多倍。水中會含有大量的溶解物與懸浮顆粒,輸?shù)木哂幸欢ǖ乃p性，其衰減的多少用衰減長度來表示。波長不同，的衰減程度也會不同，光在水中衰減情況圖如圖 2-1 所示。

華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文發(fā)生改變。這是由于光在水中傳播時，，水分子、溶解物以及懸浮顆波波長大小相當(dāng)或則大于光波波長時，所產(chǎn)生共振的現(xiàn)象而發(fā)生外，水中的鹽度和溫度的變化也會引起散射現(xiàn)象的發(fā)生。光在水中類主要分為純水產(chǎn)生的散射和懸浮物顆粒產(chǎn)生的散射。從散射的具向散射和后向散射。據(jù)相關(guān)實驗分析，前向散射事件發(fā)生的比例要高很多，但后向散射要比前向散射對圖像成像的影響大。下圖像成像模型水中傳播的特點可以看出，水下成像的可見距離是非常受限的，一渾水中成像的可見距離約為 5m 左右，甚至還會更短。圖 2-2 水下看出，影響水下成像因素有三部分光線的疊加。
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;S27

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2658377