水下散射介质成像的彩色图像增强研究

发布时间：2021-05-19 13:46

　　海水作为典型的散射介质使得高分辨率的水下视觉技术也受水下自身成像的退化。成像退化主要由介质的衰减和散射造成,前向散射导致图像的轻微细节模糊,而后向散射则导致严重的图像雾化。本文为了改善水下图像质量,对水下彩色图像增强方法进行了研究。本文介绍了散射介质的光学特性、散射介质成像的国内外研究现状、水的光学特性分析及水下图像特点。介质的吸收作用导致入射光的能量衰减,散射作用导致光的传播方向发生改变,因此散射作用是导致所成图像质量下降的主要原因。本文详细介绍了对水下彩色图像进行增强处理的步骤：首先在RGB颜色空间采用理想高通滤波器对图像整体进行降噪处理,再将图像RGB颜色空间转换到HSV颜色空间,提取原图像明度分量,估计出光信息,分别对HSV颜色空间的H、S、V分量采用本文改进的高通拉普拉斯滤波器做进一步优化,增强水下图像细节,并结合水下的光信息和计算出的复原后明度分量以及原图的明度分量,对颜色空间HSV下的饱和度分量V进行校正：将复原后的明度分量和校正后的饱和度分量转换到RGB颜色空间,得到水下散射介质图像最终的复原结果。本研究除了对图像细节进行了描述,而且对水下图像饱和度分量做了校正,因此复... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景和意义
        1.1.1 散射介质
        1.1.2 彩色图像增强概述
        1.1.3 课题意义
    1.2 水下彩图增强国内外概况
    1.3 论文主要的工作和章节安排
        1.3.1 主要工作
        1.3.2 章节安排
2 水下散射介质成像分析
    2.1 水下散射介质成像特征
        2.1.1 水对光的选择吸收特性分析
        2.1.2 水对光的散射特性分析
    2.2 散射介质对水下成像时的衰减作用
    2.3 水介质对成像的散射作用
        2.3.1 前向散射对水下散射介质成像的影响
        2.3.2 后向散射对水下散射介质成像的影响
3 经典水下彩色图像增强方法
    3.1 水下彩色图像概述
    3.2 彩色图像像素处理增强
        3.2.1 基本概念
        3.2.2 直方图增强
        3.2.3 空域锐化增强
    3.3 彩色图像频域变换处理增强
        3.3.1 基本概念
        3.3.2 频域平滑滤波增强
        3.3.3 巴特沃斯高通滤波增强
4 基于拉氏算子的水下彩色图像增强
    4.1 基本概念
        4.1.1 高通滤波器
        4.1.2 拉普拉斯算子
        4.1.3 颜色空间
    4.2 基于拉氏算子高通滤波器的RGB三通道的图像处理
        4.2.1 处理过程概括
        4.2.2 处理过程实现与分析
    4.3 HSV数据辅助的饱和度校正
        4.3.1 处理过程概括
        4.3.2 处理过程实现与分析
5 总结与展望
参考文献
致谢
个人简历
研究生期间发表的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于HSI颜色空间的单幅图像去雾算法[J]. 王建新,张有会,王志巍,张静,李娟.  计算机应用. 2014(10)
[2]浅谈数字图像处理的应用与发展趋势[J]. 贺东霞,李竹林,王静.  延安大学学报(自然科学版). 2013(04)
[3]基于颜色空间的单幅图像去雾算法[J]. 刘安娜,葛保嫄.  现代电子技术. 2013(18)
[4]基于图像先验和结构特征的盲图像复原算法[J]. 干宗良,邱一雯,朱秀昌.  中国电子科学研究院学报. 2012(03)
[5]一种改进的直方图均衡化图像增强方法[J]. 扈佃海,吕绪良,文刘强.  光电技术应用. 2012(03)
[6]水下彩色图像的亮度通道多尺度Retinex增强算法[J]. 张凯,金伟其,裘溯,王霞.  红外技术. 2011(11)
[7]水下退化图像处理方法[J]. 张赫,徐玉如,万磊,唐旭东,蔡昊鹏.  天津大学学报. 2010(09)
[8]基于偏微分方程的户外图像去雾方法[J]. 孙玉宝,肖亮,韦志辉,吴慧中.  系统仿真学报. 2007(16)
[9]基于小波变换的图像增强技术[J]. 肖莎,尹酉,刘江沙.  科技咨询导报. 2007(04)
[10]基于小波变换的图像增强新算法[J]. 周旋,周树道,黄峰,周小滔.  计算机应用. 2005(03)

博士论文
[1]单幅雾天及水下图像的复原方法研究[D]. 王蕊.中国海洋大学 2014
[2]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]指导滤波在单幅图像快速去雾算法中的应用[D]. 杜雨芝.大连理工大学 2013
[2]单幅雾天图像复原算法研究[D]. 杨静荣.合肥工业大学 2013
[3]水下图像的清晰化方法研究[D]. 马原.中国海洋大学 2012
[4]非均匀光场水下目标探测图像增强研究[D]. 刘云鹏.中国海洋大学 2011
[5]基于水下图像增强滤波方法的研究[D]. 刘晓光.中国海洋大学 2010
[6]基于变分偏微分方程的细胞神经网络水下图像噪声抑制[D]. 蓝国宁.中国海洋大学 2010
[7]水下图像后向散射噪声的去噪问题研究[D]. 李建.中国海洋大学 2009
[8]基于频域的水下图像复原研究[D]. 鲁国春.哈尔滨工程大学 2009
[9]基于小波理论的图像去噪和增强技术研究[D]. 曾诚.武汉理工大学 2008
[10]水下非均匀光场建立方法研究[D]. 郭松.中国海洋大学 2008



本文编号：3195871