散射对激光水下图像传输影响的理论分析

激光水下成像技术在国内外已经取得较为完善的成果，目前主要采用距离选通和同步扫描两种方法。我国近海沿岸水质比较浑浊．散射现象严重。本文在研究了激光在水下的传输特性的基础上，结合散射光的分布特性，分析了在激光水下成像技术中．散射效应对传输目标图像精度的影响，以便能够在浑水中实现宽视角、全景深、图像清晰度高等技术指标。     

基于激光选通成像技术的水下远距离目标智能识别系统研究

由于水体对电磁波的吸收与散射,水下光学成像存在“看不远”和“看不清”的问题,而水下激光距离选通成像技术可以提高水下光学成像距离和图像对比度。该文介绍了以水下激光距离选通成像技术为基础的水下远距离目标智能识别系统研究。实验结果显示,成像距离超过7倍衰减长度。该研究结合深度学习算法,在功率受限的硬件条件下,实现了目标的准实时检测,检测速度达0.8 f/s。水下激光距离选通成像技术与深度学习算法的结合,有望实现水下光学成像“看得远”和“看得清”的同时,实现“看得快”和“看得准”。     

一种新型激光成像系统同步控制电路设计

距离选通同步控制技术是距离选通激光水下成像探测系统的核心技术之一。其中产生纳秒量级的选通脉冲及对系统各单元的精确同步控制,是整个系统正常工作并获得高质量图像的关键。本文设计了基于FPGA+可编程延迟器件来实现激光水下成像探测系统的同步控制电路,可以方便地进行脉冲宽度和延迟时间的选择和精调,满足探测系统对水下目标进行大面积快速成像的同步需求。     

基于Laplacian算法的水下偏振图像复原

为了解决船舶航行过程中水下图像质量退化的问题,开展了基于偏振成像的图像对比度提高技术和图像增强算法的研究。该技术中提出了基于偏振信息将不同角度的融合图像分解为多尺度的金字塔图像序列,通过高斯卷积和Laplacian Pyramid算法进行图像融合,结合权重融合系数算法实现对偏振图像的细节特征增强处理;并与小波变换图像融合算法进行对比,可以得出该算法明显改善了水下图像的SNR值和SSIM值。实验表明,该水下偏振系统在衰减系数为2.1的海水环境中,水下成像距离达到6 m,能清晰识别水中物体及其特征识别,且系统运行稳定。     

通道修正均衡化的水下图像增强算法

水中介质和微粒的影响导致光波传播衰减和散射, 在成像过程中水下图像会出现模糊和色偏等情况, 这些 水下成像退化的情况给水下的目标识别、目标跟踪、特征提取等应用带来困难. 针对以上问题, 本文提出了一种基 于通道修正均衡化的暗通道先验(CCD)水下图像增强算法: 首先是对色偏的水下图像进行通道修正均衡化, 利用直 方图强度中心做一个映射, 并将映射的三通道信息融合到限制对比度自适应直方图均衡化中, 改善了图像色偏和对 比度不足的情况; 其次是通过暗通道先验算法进行去模糊, 通过水下增强图像数据集的实验表明, CCD比现有算法 更有效地应对了水下图像成像退化问题, 取得了更好的图像质量指标; 此外, 在特征检测预处理步骤中, 本文方法能 够将检测特征点数提高约1.88倍.     

基于场景深度估计的自然光照水下图像增强方法

针对水下图像模糊、对比度低且色彩失真的问题,结合修正的水下成像模型,提出一种基于场景深度估计的自然光照水下图像增强方法.首先,依据自然光照条件下水下图像场景亮度与场景深度总体成正比的先验理论,对图像的亮度信息进行最小值滤波和软抠图处理以实现场景深度估计;然后,结合暗通道先验知识和场景深度信息进行离散像素点的后向散射分量估计,根据修正的水下成像模型来拟合和去除后向散射;最后,采用基于色适应的颜色校正方法对直接分量进行色偏校正,利用线性拉伸方法来提升图像的亮度和对比度.水下多场景条件下的实验结果表明,本文方法可有效地去除后向散射引起的雾样模糊,提高图像对比度并校正颜色偏差.     

一种基于色彩补偿的水下图像综合增强算法

针对退化的水下图像在高级视觉分析任务中无法进行有效的目标检测及识别的问题,提出了一种通过色彩补偿和对比度拉伸,HSV空间γ校正和亮度通道去模糊系列方法实现了对水下图像的色彩校正、色彩对比度、饱和度和细节清晰度的综合提高.其中,提出了基于高斯滤波的亮度通道去散射方法,并对典型水体水下图像综合增强参数进行了分析.实验对比了...     

基于散射模型的水下图像复原

水下图像的衰减度与成像距离有直接关系．为了在没有精确深度图情况下有效恢复水下图像,提出基 于散射模型的分段映射方法．研究了水下光线的散射模型,探讨了水下图像的衰减规律;利用水池试验数据采用直 线拟合法建立散射模型;提出基于散射模型的分段映射法．为避免求解精确深度图,利用映射约束条件及少量先验 信息导出多级离散深度值,从而构建出从退化图像到真实图像的分段映射函数．恢复结果表明,所提方法增加了图 像整体对比度,突出了图像细节,明显提高了图像质量．     

气象计量自动化温度检定系统中的图像预处理研究

针对气象计量自动化温度检定系统中图像噪声大、对比度不够等问题,在采用图像 预处理技术的基础上,提出一种同态滤波的对比度受限自适应图像预处理方法。尝试中值滤波对 红外图像进行去噪,保证噪声不被增强的前提下,利用同态滤波的原理,对图像细节进行增强。 但同态滤波依然存在图像特征点与非特征点在图像质量不高的情况下容易混淆的问题,对此采用 限制对比度自适应直方图均衡的方法进一步调整图像的动态范围。通过仿真实验对此方法进行验 证,验证了所提出方法的有效性。     

一种高效的水下图像增强算法——CLAHE的优化

因水下环境复杂,光线透过水体会发生严重的衰减和散射,导致水下图像往往呈现出图像对比度差、饱和度差、图像偏暗等情况。笔者提出一种易实现且高效的水下图像增强方法。该方法先分割出图像的RGB三通道,在每个通道上利用直方图均衡(HE)法对图像整体进行增强,后采用对比度限制自适应直方图均衡法(CLAHE),修改其中的NumTiles、clipLimit、Distribution、Alpha等参数对图像的细节部分进行进一步增强,最后将3个通道的图像进行合成得到增强后的图像。结果表明,该方法能够有效处理各种水下图像的图像偏暗、对比度差等情况,对图像色彩的提升也有较好的效果。