隨著成像設備硬件技術的提高及成本的降低,計算機視覺系統(tǒng)代替人工被越來越廣泛地應用到水下場景中。然而水下應用（如海洋勘探、環(huán)境監(jiān)測及水下目標識別等）得以正常運轉的前提條件是捕獲的圖像或視頻具有較高的清晰度,特征明顯。在復雜水下環(huán)境中拍攝的圖像往往衰減嚴重,極大地降低了計算機視覺系統(tǒng)的性能。根據光在水下的傳播特性,水下圖像的質量主要受到吸收和散射這兩種因素的影響。水對光的吸收作用會造成圖像產生色偏,而水下懸浮粒子帶來的散射會導致圖像模糊,細節(jié)層次性不高,給后續(xù)基于光視覺感知的應用帶來極大的困難。因此,提高復雜水下環(huán)境中的圖像清晰度就顯得尤為重要。本文通過對國內外前沿的水下圖像增強算法及發(fā)展現(xiàn)狀的全面分析,從校正水下圖像的色彩偏移和細節(jié)增強入手,提出了一種新的基于梯度域的水下圖像增強方法。論文的主要研究工作包括:（1）依據光在水下的衰減規(guī)律,采用一種適用于水下圖像的顏色校正方法對色偏進行修正,恢復水下圖像的自然色彩。（2）針對顏色校正后的水下圖像存在模糊與細節(jié)缺失等現(xiàn)象,對其亮度通道進行基于圖像梯度域的細節(jié)增強,避免圖像顏色信息的干擾。根據能量函數(shù),使用梯度保真度和兩個約束項對亮度圖像進行優(yōu)... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１水下光學成像系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?２．１?Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ?ｉｍａｇｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??－６?－??

?大連海事大學碩士學位論文???１?Ｉ?＇？?｝?？?ｆ??水下光學成像過程如圖２．１所示，光在水下傳播時受懸浮粒子的影響會產生嚴重的??散射現(xiàn)象。實驗表明，散射造成的光能損失比吸收作用還要嚴重，可以達到５０％以上。??光的散射作用包含前向散射和后向散射兩部分。其中，前向散射是指自然光經過目標物??表面反射后，受水中懸浮顆粒、泥沙等雜質的干擾，偏離原始傳播路徑后被傳感器吸收??的過程，這種散射方式會導致圖像出現(xiàn)整體模糊。后向散射是指未經過目標物，光直接??被懸浮粒子反射進人相機傳感器的過程，這種散射會形成“霧”的效果，從而降低水下圖??像的對比度。此外，由于水中的可見范圍有限，要想在較深的水下環(huán)境中作業(yè)需要使用??輔助光源進行補光，而增加輔助光源也會帶來一些不利影響，例如自陰影和假細節(jié)等。??當輔助光源距離目標很近時，．可能出現(xiàn)的反射及背景灰度不均勻情況會增加水下光視覺??應用的難度。??除了散射作用的影響，水對光的吸收作用會導致圖像的顏色損失嚴重。由于光的波??長不同，水對光的吸收存在明顯的選擇性。如圖２．２所示，波長越長，光線衰減的越快，??如紅橙色光和黃色光基本在水下２０米處就無法被相機捕捉到；而像藍色光和綠色光這??種波長較短的光，水體吸收系數(shù)比較小，能夠傳播的距離相對較長，在綠色光消失之后，??藍色光也會在水下深度６０米左右消失。隨著水質渾濁度的增加，光線傳播距離也會大??大減少，加劇了圖像的顏色損失。因此，光的吸收作用會導致水下圖像出現(xiàn)嚴重的色彩??偏差，使其呈現(xiàn)藍綠色調Ｍ。??．??藍綠黃橙．紅?Ｗ??■?Ｉ．．．．．．．一??■?￣?￣?￣?—５ｍ???－６０ｍ?６

圖２．６?Ｉｑｂａｌ［２１］的增強結果??Ｆｉｇ．?２．６?Ｔｈｅ?ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ?ｒｅｓｕｌｔ?ｏｆ?Ｉｑｂａｌ［２１］??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]計算機圖形圖像發(fā)展史研究[D]. 吳毅儒.天津工業(yè)大學 2017
[2]自動圖像白平衡技術的研究[D]. 王叢.北京工業(yè)大學 2012



本文編號：3492062