水下光电成像技术与装备研究进展(下)

鉴于对深海资源开发、海洋科研以及水下工程作业、考古和救援的迫切需求,使得水下光电成像技术研究和装备研制成为当前国内外重点研究方向之一.介绍了扫描激光、偏振成像、结构光成像、光.声混合成像以及水下图像处理等水下光电成像技术,分析了部分技术应用情况,并讨论了其技术特点.论文对于发展海洋资源开发、水下勘探与研究、水下救援以及...     

水下激光目标探测及其发展

水下激光目标探测技术在搜索援救、水下侦察、目标识别等海洋开发中都具有重要的实用价值.文章介绍了近年发展起来的几种蓝绿激光水下目标探测技术,即距离选通、同步扫描、偏振激光成像和条纹管3D成像技术,并对于其中所应用到的器件:激光器和接收器就性能进行了较详细的对比分析.最后介绍了该技术的系统发展状况.     

水下激光成像系统设计及实验

针对水下目标探测这一难题,设计了基于距离选通技术的水下激光成像系统并进行了相关实验.从实验结果来看,该系统可有效克服激光后向散射并对水下目标进行成像,对于水下目标探测、识别十分有效.     

水下近场探测与成像的光学调制技术研究

基于光学调制的水下探测与成像技术是目前最先进的水下光电探测技术之一。本文结合国外最新的理论研究成果、实验装置与实验结果对水下近场探测与成像的光学调制技术进行了进一步的探索。论证了光学调制技术作为水下探测方面的最新技术,其相对于众多成熟技术的优势与在该领域的发展潜力,并对水下环境特征、基于频域的水下探测技术以及应用于水下近场成像的时变强度调制技术进行了分析与讨论。     

水下光电成像技术与装备研究进展(上)——水下激光距离选通技术

激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果.结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应...     

低级自适应光学能否用于水下成像

讨论了自适应光学技术用于水下成像的可能性。简要介绍了与穿过湍流成像有关的主要问题及这项技术的发展历史。指出了低价自适应光学技术的发展趋势，并给出用于矫正水中湍流畸变系统的使用结果。本文的目的是将目前用来矫正大气湍流的方法加以论证，以回答人们的期望实现的将同一技术用于水下成像和水下通信的有关问题。     

布里渊散射在水下激光成像探测中的应用

水下光电成像探测是声纳技术的一种有效补充,然而水下激光成像的后向散射效应严重影响了水下光电成像探测的分辨能力与探测距离.基于激光水下传输的布里渊散射理论,分析了蓝绿激光及其布里渊散射水下传输特性,研究了基于光子晶体滤波器的布里渊散射频移检出技术,设计了同步扫描布里渊散射水下成像装置以及距离选通布里渊散射水下成像装置,以布里渊散射频移的空间分布替代场景反射光强度的空间分布进行水下成像探测,高效抑制水下激光成像后向散射噪声,提高成像探测的作用距离.布里渊散射水下激光成像探测机理的探索将为水下目标光电成像探测技术的发展开辟新的途径.     

基于偏振成像的水下图像复原技术研究最新进展

在水下环境中,悬浮的散射颗粒对光场的散射和吸收作用导致成像清晰度显著下降。基于偏振成像的水下图像复原技术是实现水下清晰成像的有效方法之一。该技术利用散射光的偏振特性,分离场景光和散射光,估计散射光强和透射系数,实现成像清晰化。近年来,偏振成像技术已广泛、高效地应用于水下图像复原和水下目标识别等诸多领域。水下偏振图像复原技术作为光学成像技术和图像处理技术的交叉领域,引起了广泛的关注并取得了大量优秀的研究成果。文中主要介绍了基于偏振成像的水下复原技术的基本原理、偏振信息处理方法和最新发展现状,综述了近年来偏振水下图像复原技术代表性的改进型方法。     

水下激光距离选通三维成像方法

基于水下距离选通激光成像技术,利用选通成像中回波强度相变化特性中包含的距离信息,提出了一种针对水下目标的三维成像方法。结合实验室现有的水下距离选通激光成像系统,对15 m处的水下目标进行了三维成像。这一方法有效抑制了水下成像系统中存在的目标表面材质、水体衰减以及目标各点法线方向与入射激光脉冲方向夹角不同等因素对于三维成像造成的不良影响,同时仅需要从单一方向对目标进行成像,减少了所需图像采集的次数,简化了三维重构的过程。     

水下超视距三角形距离能量相关三维成像(特邀)

水下超视距三角形距离能量相关三维成像是一种新型的快速非扫描三维成像技术,可填补水下摄像机（空间分辨率高但作用距离近、无三维信息）与水下声呐（作用距离远但空间分辨率低）间的技术空白。介绍了水下距离能量相关三维成像国内外研究进展,并重点介绍中国科学院半导体研究所在水下成像方面开展的三角形距离能量相关三维成像的研究工作,提出了一种融合多脉冲延时积分的三角形距离能量相关三维成像,梳理了多脉冲延时积分景深调节技术下的典型时域工作参数,研制的水下激光选通三维成像系统绿瞳、凤眼和龙睛可实现探测距离大于4.8 AL的超视距百万像素三维成像,已用于渔网等微小目标探测、海洋生物原位探测、水下光学详查等应用中。     

雷达图像运动矢量场计算

多普勒天气雷达是强对流天气监测和预警的主要工具。基于能够达到准确预报天气的目的,需要计算雷达图像的运动矢量场,因此在全局约束光流算法和L-K算法的基础上,本文提出了一种计算雷达图像运动矢量场的详细算法,这种算法能有效加快运算时间,同时又能保证运算结果的有效性。其中包括图像预处理方面的内容,并给出了处理过程中所需的较好的参数。并通过天津地区雷达图像数据的大量实验,确定此算法能够较为准确的计算出雷达图像的矢量场,从而可用于天气预报的过程之中。     

基于目标语义特征的图像检索系统

为克服当前基于内容的图像检索技术中低级特征无法准确全面地描述高级语义的问题,该文设计和实现了一个基于目标高级语义特征的检索系统。该系统利用了一个多级图像描述模型将语义特征结合到图像检索技术中。该图像描述模型通过在不同层次上对图像内容进行分析和描述,实现了从低级特征到高级语义的过渡。在此模型的基础上还研究了相应的检索机制和反馈技术。该系统的检索机制定位于图像中目标的语义内容,与传统的图像检索系统相比更接近人对图像内容的理解,从而使检索过程更简便,检索效率也得到很大提高。基于目标描述的自适应相关反馈可针对不同用户的不同需求给出相应的检索方案,从而使检索结果得到优化。     

一种基于图像内容的图像评价方法

根据图像内容质量对图像进行区分处理,可以有效地提高图像搜索效率。该文提出一种图像评价方法,专注于改善不同质量图像对搜索效率的影响。该方法基于图像颜色丰富程度、局部特征丰富程度以及是否背景丰富、是否包含多个子图等信息进行综合质量评价处理。实验结果表明,该方法时间效率很高,可以和图像搜索系统有效结合,有效改善图像搜索系统的搜索召回率和准确率。     

正弦光栅条纹的灰度三角细分法

提出了一种基于灰度三角值的正弦光栅条纹细分法,该方法以CCD拍摄的正弦光栅图像的各点灰度值映射为该点的正弦三角函数值从而进行处理.给出了原理说明和对图像细分的实例,并对该方法的抗噪性能进行了分析.实验表明即使在图像含有高频噪声污染的情况下,该方法仍具较高的有效性.     

采用尺度不变特征和区域选择的图像配准方法

提出了一种改进的尺度不变特征点的图像配准方法。该方法在SURF算法的基础上使用图像的熵来对匹配图像作特征检测区域选择,建立特征点筛选机制来从初步的特征检测中得到最显著的特征点,以控制特征点的数目来减少后继的计算量和算法性能。同时改进了SURF的特征描述方法的计算过程,提出了一种改进的特征描述方法。实验表明,该方法在提高算法性能的同时,明显改进了特征点的匹配率。     

超光滑表面瑕疵的光学显微成像和数字化评价系统

提出了利用一种特殊设计的LED多光束环状分布照明光源,与显微镜组成超光滑表面元件缺陷检测的光学显微散射成像系统,获取适合于数字图像二值化处理的暗背景上的亮瑕疵图像.利用X、Y,两方向的精密移导系统对表面实施子孔径图像的扫描.在原有的子孔径图像拼接"边缘拓展法"算法的基础上,提出一种基于特征分类的多层次图像拼接算法.该算法分为特征分类和多层次拼接两个部分:通过重叠区域内特征的提取和分类,将所有子孔径图像的重叠区域分为四类;然后针对这四类重叠区域的不同特点,有次序地进行图像拼接,最终得到全景图像.并应用二元光学制作了标准比对板,以获得瑕疵正确的数字化评价依据.实验结果证明:该系统和算法特别适合在被测表面范围较大、具有微米量级分辨率的瑕疵的数字化定量检测和评价.     

基于Color Lines先验的高阶马尔科夫随机场去雾

传统的一阶马尔科夫随机场在图像先验信息表达和对图像整体的约束上能力有限,同时基于暗通道的去雾算法在天空等大片白色区域处理效果存在偏差。针对以上问题,该文提出一种基于Color Lines 的高阶马尔科夫随机场去雾算法。该算法通过引入对颜色失真具有很好鲁棒性的Color Lines 先验条件,初步校正经暗通道获取的传输图,然后利用高阶马尔科夫随机场优化传输图,获取最终精确的去雾图像。实验结果表明,与已有算法相比,该文算法具有更强的普适性,可提高雾天图像的清晰度,同时恢复更多的图像细节等信息。     

高光谱成像技术的苹果品质无损检测

高光谱成像技术把二维成像和光谱技术融为一体,图像技术可全面反映水果的外部品质、表面缺陷及污染等,光谱技术则可用于水果内部品质的检测,能对水果的综合品质进行全面、快速的检测。以苹果为研究对象,得用高光谱成像技术和主成分分析方法分析了苹果的风伤和压伤,对比分析不同光谱区域主成分分析对识别结果的影响,优选出识别光谱区域（550～950nm）。通过主成分分析根据权重系数,选取了714nm作为苹果风伤研究的最佳特征波长。     

基于边缘保持的POCS超分辨率图像重建

针对常规的POCS超分辨率图像重构算法导致的边缘模糊问题,文章分析重建后高分辨率图像边缘模糊形成的原因,提出了基于边缘保持的插值算法,用基于梯度的插值算法来获取POCS的初始值,实验结果表明,该方法能够明显地提高重建图像的边缘质量。     

针对MME的JPEG图像隐写分析方法研究

MME（Modified Matrix Encoding）作为一种新兴的JPEG图像隐写技术,具有隐写量大、对图片的改动小、抗检测性优于传统隐写算法等优点。文中在采用Markov特征的基础上,加入了能够更好描述图像局部纹理的局部二值模式（LBP）与局部顺序对比模式（LOCP）特征,并应用Ensemble分类器完成分类和识别。通过对UCID图像库的大量实验,得到了一种针对MME算法的最优特征组合。相比传统的隐写分析方法,文中所提出的方法具有更好的检测正确率。