水下图像复原处理方法的研究
数字图像复原技术已经在很多领域取得了卓越的成果，但是由于水下环境的复杂性，针对水下图像复原的研究却很罕见。进入21世纪以来，人们越来越意识到海洋对于一个国家崛起所起的至关重要的作用。海洋地理工程勘察、海洋监测、海洋环境探测、水下机器人等众多领域的发展对水下图像处理的要求越来越高。原始图像在获取过程中由于受到水介质的衰减和散射效应，图像质量受到严重下降，因此对水下图像进行复原，最大限度地复原出原图像，获取有用信息成为了一个重要的研究课题。本文主要工作如下: 首先，介绍了光在水下传输的光学特性以及水的光学特性对水下成像质量的影响，并且定性分析了水下成像的主要特点。 其次，对水下图像复原和点扩散函数的基本理论做了简要描述，并定量列举了几种典型的点扩散函数，接下来简要说明了经典的图像复原算法的具体步骤和水下图像质量评价的标准。 最后，用三种方法对水下图像进行复原处理并进行了比较。方法一:基于后向散射的水下图像复原处理方法。通过建立水下图像退化的物理模型，即将目标拍摄物与接收传感器中的水层分为n层，利用微积分原理可知将加性噪声与经过n层点扩散函数卷积后的水下图像进行叠加，并在点扩散函数、水下距离未知的情况下就距离目标物较远和较近距离两种情况下利用维纳滤波对水下黑白图像进行了复原。方法二:利用方法一提出的模型，在点扩散函数和噪声信息都已知的情况下，利用维纳滤波、最小二乘滤波方法分别对退化的图像进行反卷积复原，方法三:将原始的NAS-RIF中的代价函数中增加有关正则化约束项和空域自适应加权因子，来对图像进行复原处理。最后将三种方法进行对比找出最适合水下图像复原的方法。
水下图像;复原处理技术;光学特性;成像质量
中国海洋大学
硕士
电子与通信工程
王国宇
2015
中文
TP391.41
64
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）