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《基于偏振成像的目標(biāo)增強(qiáng)技術(shù)研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、..密級無分類號0436.3_方知:^拿'ANTECHNOLOGXIICALUNIVERSITY碩士學(xué)位論文題目:基于偏振成像的目標(biāo)增強(qiáng)技術(shù)研究作者:楊力銘指導(dǎo)教師:韓軍教授申請學(xué)位學(xué)科:光學(xué)工程2018年5月28日密級無分類號O436.3XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY碩士學(xué)位論文題目:基于偏振成像的目標(biāo)增強(qiáng)技術(shù)研究作者:楊力銘指導(dǎo)教師:韓軍教授申請學(xué)位學(xué)科:光學(xué)工程2018年5月28日基于偏振成像的目標(biāo)增強(qiáng)技術(shù)研究學(xué)科:光學(xué)工程研究生簽字:
2、指導(dǎo)教師簽字:摘要隨著工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境污染和氣候問題使得霧霾天氣的發(fā)生變得越發(fā)頻繁,給交通安全、公共監(jiān)控等諸多方面造成了不良的影響。與此同時(shí),領(lǐng)海問題的日益突出,使得水下探測、海洋監(jiān)控等問題受到了更加廣泛的關(guān)注。不論是在霧霾天氣條件中還是在渾濁水體條件中,所獲取的圖像質(zhì)量通常都退化嚴(yán)重,呈現(xiàn)出對比度低、細(xì)節(jié)信息丟失等特點(diǎn)。如何有效去除霧霾和水體對圖像質(zhì)量的影響,達(dá)到提高圖像對比度,獲取目標(biāo)有效信息的目的,是現(xiàn)在研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。經(jīng)過長期的發(fā)展,成像技術(shù)日益完善,偏振光學(xué)成像技術(shù)通過獲取目標(biāo)的偏振信息對目標(biāo)進(jìn)行探測和識別,表現(xiàn)了
3、其不同于強(qiáng)度成像的獨(dú)特優(yōu)勢。由于目標(biāo)反射光的偏振信息與目標(biāo)本身的屬性息息相關(guān),使得其很難被隱藏或偽裝,因此,相比于傳統(tǒng)強(qiáng)度成像技術(shù),偏振光學(xué)成像技術(shù)對于低對比度條件下的目標(biāo)探測和識別更為有效,應(yīng)用前景廣闊,具有較高的研究意義和實(shí)用價(jià)值。本論文結(jié)合偏振光學(xué)成像技術(shù),開展了霧霾天氣條件下的偏振去霧研究和渾濁水體條件下的偏振去散射研究。通過對現(xiàn)行偏振去散射算法的深入分析,針對其存在的不足之處,提出了新的偏振成像去散射算法。主要研究結(jié)論如下:(1)在霧霾天氣條件中,針對現(xiàn)行偏振去霧算法精確度較低、實(shí)時(shí)性較差的缺陷,提出了一種結(jié)合暗通道先
4、驗(yàn)原理的偏振去霧算法。該算法通過拍攝4幅不同偏振方向的原始霧霾圖像,利用斯托克斯矢量對大氣光特征參數(shù)進(jìn)行精確估算;同時(shí)結(jié)合暗通道先驗(yàn)原理實(shí)現(xiàn)了對天空區(qū)域的自動(dòng)快速選擇,實(shí)時(shí)性更好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該技術(shù)可對天空區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的識別,去霧后圖像的質(zhì)量得到了大幅提升,目標(biāo)細(xì)節(jié)信息更加明顯,并且沒有出現(xiàn)顏色失真。(2)在渾濁水體條件中,針對現(xiàn)行水下偏振去散射算法精度較低,適用范圍受到限制的缺陷,提出了一種基于非偏振光照明的水下偏振成像目標(biāo)增強(qiáng)技術(shù)。該技術(shù)的優(yōu)勢在于采用非偏振光照明確保了目標(biāo)反射光與雜散光始終存在偏振態(tài)差異;同時(shí)采用偏振角特
5、征參量確保了對雜散光光強(qiáng)估算的精確性。因此,與現(xiàn)行基于線偏振光照明的水下偏振成像技術(shù)相比,其適用范圍更廣,圖像恢復(fù)精度更高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,水下復(fù)原圖像的能見度與對比度均得到了有效提高,對比度至少提升100%;同時(shí),該技術(shù)可適用于不同材質(zhì)目標(biāo)、不同成像距離以及不同雜質(zhì)、不同渾濁程度的水體環(huán)境,在許多水下成像領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞:偏振成像;圖像增強(qiáng);散射介質(zhì)成像;斯托克斯矢量;對比度StudyofTargetEnhancementTechniqueBasedonPolarimetricImagingDiscipline:O
6、pticalEngineeringStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractWiththedevelopmentofindustry,thehazeweatherbecomesmorefrequentduetotheenvironmentpollutionandclimatechange,whichcausesadverseimpactontrafficsafety,publicsurveillanceandsoon.Atthesametime,withtheterritorial
7、issuehasbecomeincreasinglyacute,underwaterexplorationandmarinesurveillancehasgainedgreatattention.Imagesobtainedinhazeenvironmentsandunderwaterenvironmentsareusuallymuchlimitedduetothedisturbanceofturbidmedia.Theseimagesusuallyshowlowcontrast,andsacrificialdetailsoft
8、argetsthataresubmergedintothenoise.Howtomitigatesuchnegativeeffectsandenhancethecontrastofimagesacquiredinturbidmedia(suchashazeand