水下图像的兴趣目标检测
发布时间：2021-01-23 12:03
近年来,现代海洋高新技术蓬勃发展,水下机器视觉的研究和应用也在迅速进步。然而,由于水下光学环境的复杂多变,水下图像往往伴随着光线模糊、颜色失真以及噪声干扰等问题。如何在这样复杂的场景下,实现有效稳定的目标检测,目前仍是一个悬而未决的难题。本文对水下环境的光学成像原理进行了探究,并设计了针对水下环境的兴趣目标检测算法框架。本文的主要工作内容如下:1.本文提出了一种基于颜色空间平移的色偏校正算法,通过利用水体颜色坐标推导平移矢量的方法对色偏图像进行修正。与常用的灰色世界等算法相比,本文算法既能够有效还原兴趣目标的真实颜色,又可以“合理”提升图像对比度,避免过增强问题。2.本文在一种简化的水下成像模型基础上进行拓展,提出了一种基于四元滤波的图像复原模型。相较于原算法,本文模型将彩色图像的三个颜色通道作为一个整体进行处理,使目标轮廓边缘变得更为清晰的同时,有效地保真了图像的颜色。3.上述复原模型的效果与滤波器的参数选择密切相关,本文提出了一种鲁棒的基于四元相位叠合的清晰度评估算子,并以该算子为基础构建了一种有效的最优参数估计算法。本文将上述色偏校正和图像复原模型（以及参数估计）作为水下图像的预...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 本课题的研究目的与意义
1.2 研究内容及创新点
1.3 论文章节安排
第二章 水下图像处理与目标检测算法概述
2.1 水下图像处理算法概述
2.1.1 水下环境的光线传播模型
2.1.2 水下图像的复原技术
2.1.3 水下图像的增强技术
2.2 目标检测算法概述
2.2.1 目标检测算法的一般框架
2.2.2 目标检测算法的经典算法介绍
2.3 本章小结
第三章 基于颜色空间平移的色偏校正技术
3.1 水下图像发生色偏的原因
3.2 常用的色偏校正算法
3.2.1“灰色世界”
3.2.2 直方图均衡化
3.2.3 广义直方图均衡化
3.3 基于颜色空间平移的色偏校正算法
3.3.1 HSL颜色空间
3.3.2 水体区域提取
3.3.3 颜色空间平移
3.4 实验结果与分析
3.5 本章小结
第四章 基于四元滤波的图像复原模型及其参数估计
4.1 四元数及其相关理论
4.1.1 四元数概念简介
4.1.2 四元傅里叶变换
4.1.3 四元卷积运算
4.2 基于四元滤波的图像复原模型
4.3 基于四元相位叠合的清晰度评估算子
4.3.1 传统的复数相位叠合
4.3.2 四元相位叠合模型
4.3.3 基于QPC直方图的清晰度评估算子
4.4 图像复原模型的最优参数选择
4.5 实验结果与分析
4.6 本章小结
第五章 基于彩色边缘算子和形状匹配的目标检测技术
5.1 基于形态学梯度的彩色边缘算子
5.2 基于形状匹配的目标检测
5.2.1 距离变换
5.2.2 传统的倒角匹配算法
5.2.3 倒角匹配的优化算法
5.3 目标检测算法整体框架及实验结果
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文主要工作总结
6.2 后续研究工作展望
参考 文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于水下图像光学成像模型的清晰化算法[J]. 郭相凤,贾建芳,杨瑞峰,葛中峰. 计算机应用. 2012(10)
[2]一种基于高斯混合模型的运动目标检测改进算法[J]. 陈世文,蔡念,唐孝艳. 现代电子技术. 2010(02)
[3]哈密顿与四元数[J]. 程小红. 数学通报. 2006(06)
博士论文
[1]水下图像增强和复原方法研究[D]. 孙飞飞.中国海洋大学 2011
硕士论文
[1]基于统计学习的行人检测研究[D]. 虞抒沁.杭州电子科技大学 2014
[2]基于视觉和惯性导航的水下机器人组合定位设计[D]. 高明.浙江大学 2014
[3]基于光流法的运动目标快速跟踪算法研究[D]. 胡金金.西安电子科技大学 2014
[4]特定目标的检测与识别技术研究[D]. 罗云岗.上海交通大学 2014
[5]基于视频监控运动目标检测算法研究[D]. 黄素茵.华南理工大学 2013
[6]水下图像预处理技术研究[D]. 徐义.南京理工大学 2013
[7]水下光视觉目标检测与定位系统关键技术研究[D]. 万媛媛.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：2995177
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 本课题的研究目的与意义
1.2 研究内容及创新点
1.3 论文章节安排
第二章 水下图像处理与目标检测算法概述
2.1 水下图像处理算法概述
2.1.1 水下环境的光线传播模型
2.1.2 水下图像的复原技术
2.1.3 水下图像的增强技术
2.2 目标检测算法概述
2.2.1 目标检测算法的一般框架
2.2.2 目标检测算法的经典算法介绍
2.3 本章小结
第三章 基于颜色空间平移的色偏校正技术
3.1 水下图像发生色偏的原因
3.2 常用的色偏校正算法
3.2.1“灰色世界”
3.2.2 直方图均衡化
3.2.3 广义直方图均衡化
3.3 基于颜色空间平移的色偏校正算法
3.3.1 HSL颜色空间
3.3.2 水体区域提取
3.3.3 颜色空间平移
3.4 实验结果与分析
3.5 本章小结
第四章 基于四元滤波的图像复原模型及其参数估计
4.1 四元数及其相关理论
4.1.1 四元数概念简介
4.1.2 四元傅里叶变换
4.1.3 四元卷积运算
4.2 基于四元滤波的图像复原模型
4.3 基于四元相位叠合的清晰度评估算子
4.3.1 传统的复数相位叠合
4.3.2 四元相位叠合模型
4.3.3 基于QPC直方图的清晰度评估算子
4.4 图像复原模型的最优参数选择
4.5 实验结果与分析
4.6 本章小结
第五章 基于彩色边缘算子和形状匹配的目标检测技术
5.1 基于形态学梯度的彩色边缘算子
5.2 基于形状匹配的目标检测
5.2.1 距离变换
5.2.2 传统的倒角匹配算法
5.2.3 倒角匹配的优化算法
5.3 目标检测算法整体框架及实验结果
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文主要工作总结
6.2 后续研究工作展望
参考 文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于水下图像光学成像模型的清晰化算法[J]. 郭相凤,贾建芳,杨瑞峰,葛中峰. 计算机应用. 2012(10)
[2]一种基于高斯混合模型的运动目标检测改进算法[J]. 陈世文,蔡念,唐孝艳. 现代电子技术. 2010(02)
[3]哈密顿与四元数[J]. 程小红. 数学通报. 2006(06)
博士论文
[1]水下图像增强和复原方法研究[D]. 孙飞飞.中国海洋大学 2011
硕士论文
[1]基于统计学习的行人检测研究[D]. 虞抒沁.杭州电子科技大学 2014
[2]基于视觉和惯性导航的水下机器人组合定位设计[D]. 高明.浙江大学 2014
[3]基于光流法的运动目标快速跟踪算法研究[D]. 胡金金.西安电子科技大学 2014
[4]特定目标的检测与识别技术研究[D]. 罗云岗.上海交通大学 2014
[5]基于视频监控运动目标检测算法研究[D]. 黄素茵.华南理工大学 2013
[6]水下图像预处理技术研究[D]. 徐义.南京理工大学 2013
[7]水下光视觉目标检测与定位系统关键技术研究[D]. 万媛媛.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：2995177
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/2995177.html
