水下圖像復(fù)原處理方法的研究.pdf

1、數(shù)字圖像復(fù)原技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域取得了卓越的成果，但是由于水下環(huán)境的復(fù)雜性，針對水下圖像復(fù)原的研究卻很罕見。進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們越來越意識(shí)到海洋對于一個(gè)國家崛起所起的至關(guān)重要的作用。海洋地理工程勘察、海洋監(jiān)測、海洋環(huán)境探測、水下機(jī)器人等眾多領(lǐng)域的發(fā)展對水下圖像處理的要求越來越高。原始圖像在獲取過程中由于受到水介質(zhì)的衰減和散射效應(yīng)，圖像質(zhì)量受到嚴(yán)重下降，因此對水下圖像進(jìn)行復(fù)原，最大限度地復(fù)原出原圖像，獲取有用信息成為了一個(gè)重要的研究課題。

2、本文主要工作如下:
　　首先，介紹了光在水下傳輸?shù)墓鈱W(xué)特性以及水的光學(xué)特性對水下成像質(zhì)量的影響，并且定性分析了水下成像的主要特點(diǎn)。
　　其次，對水下圖像復(fù)原和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的基本理論做了簡要描述，并定量列舉了幾種典型的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，接下來簡要說明了經(jīng)典的圖像復(fù)原算法的具體步驟和水下圖像質(zhì)量評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。
　　最后，用三種方法對水下圖像進(jìn)行復(fù)原處理并進(jìn)行了比較。方法一:基于后向散射的水下圖像復(fù)原處理方法。通過建立水下圖像退化的物

3、理模型，即將目標(biāo)拍攝物與接收傳感器中的水層分為n層，利用微積分原理可知將加性噪聲與經(jīng)過n層點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)卷積后的水下圖像進(jìn)行疊加，并在點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)、水下距離未知的情況下就距離目標(biāo)物較遠(yuǎn)和較近距離兩種情況下利用維納濾波對水下黑白圖像進(jìn)行了復(fù)原。方法二:利用方法一提出的模型，在點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和噪聲信息都已知的情況下，利用維納濾波、最小二乘濾波方法分別對退化的圖像進(jìn)行反卷積復(fù)原，方法三:將原始的NAS-RIF中的代價(jià)函數(shù)中增加有關(guān)正則化約束項(xiàng)和空域自適