水下摄像系统的设计与研究
沈凌敏
学位类型硕士
导师何俊华
2009-06-06
学位授予单位中国科学院西安光学精密机械研究所.
学位专业光学工程
关键词水下摄像 散射 光照度 辅助照明 防腐
摘要本文以水下光电成像技术为背景,设计了特定条件下必须的辅助照明系统用于提高成像质量。另外,针对水下图像衬度低、干扰因素多的特点,对系统拍摄的图像进行了处理。文中研究的水下摄像系统在浅水环境中作用距离能够达到6米以上,为今后进一步的水下成像技术的发展奠定了良好的基础。 本文主要在以下几个方面进行了比较深入地研究:(1)分析了水中成像与大气中成像的光学特性差异并建立水下成像模型 水中成像不同于大气中的特点主要在于:光在水中有较强的衰减、吸收和散射特性。这其中,散射作用对成像的影响尤为明显。因此,文章首先将建立有辅助光源条件下的成像系统模型,分析像面上光照度的3个部分的主要来源,即直线成像光束,前向散射光束和背向散射光束,为系统设计的实现提供理论支持。(2)辅助照明分系统设计 首先针对系统的工作环境,分析白天和夜间浅水环境的光照度,并通过实验对比确定在怎样的条件下应当加入辅助照明分系统。然后,在上一章分析了水下成像理论模型的情况下,设计合适的照明方案,并通过实验予以论证。 (3)水下目标图像提取技术研究 分析了该系统实际拍到的水下图像的特性,针对水下图像衬度低、干扰因素多等特点,提出了一种适合水下运动目标的快速检测算法。利用线度指标检测是否有感兴趣的目标出现,实现了实时检测功能;利用小波变换对水下图像进行去噪处理;提出了基于小波多尺度边缘检测的水下图像处理算法,结合数学形态学运算和区域分割算法,把目标从背景中提取出来。
学科领域光学工程
页数60
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/12308
专题中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前)
推荐引用方式
GB/T 7714
沈凌敏. 水下摄像系统的设计与研究[D]. 中国科学院西安光学精密机械研究所.,2009.
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