基于數(shù)字全息成像的海洋浮游生物特征測(cè)量與提取.pdf

1、研究先進(jìn)的海洋浮游生物觀測(cè)技術(shù)以期獲取浮游生物種類組成、分布、豐度及粒徑等數(shù)據(jù)，是海洋生態(tài)學(xué)研究中的一個(gè)重要方面，它對(duì)海洋生態(tài)學(xué)的研究具有重要的支撐作用。
　　海洋研究人員開發(fā)了多種浮游生物觀測(cè)技術(shù)用于支撐海洋生態(tài)學(xué)的研究。論文擬將數(shù)字全息成像技術(shù)應(yīng)用于海洋浮游生物的觀測(cè)，其目標(biāo)是針對(duì)一定體積海水內(nèi)的浮游生物，采用數(shù)字全息成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)非侵入式的測(cè)量，獲得浮游生物的數(shù)字全息圖；通過對(duì)全息圖的數(shù)字全息再現(xiàn)，從而獲取海洋浮游生物的原始圖

2、像，繼而對(duì)全息再現(xiàn)像進(jìn)行濾波、二值化、Canny算子邊緣提取、閉運(yùn)算處理等數(shù)字圖像處理操作后，獲得海洋浮游生物的形態(tài)特征參數(shù)等數(shù)據(jù)。這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)非侵入式的原位測(cè)量，大大降低了對(duì)海洋浮游生物粒子場(chǎng)的擾動(dòng)，以獲得真實(shí)數(shù)據(jù)。
　　為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，本文首先對(duì)海洋浮游生物觀測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，從數(shù)字全息技術(shù)的記錄及再現(xiàn)等方面研究了海洋浮游生物數(shù)字全息成像基本理論，討論了全息記錄裝置的一些結(jié)構(gòu)參數(shù)和影響再現(xiàn)像像質(zhì)

3、的因素并最終確定了采用同軸全息光路；深入討論和研究了兩種全息再現(xiàn)算法菲涅爾再現(xiàn)算法和卷積再現(xiàn)算法，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)海洋浮游生物數(shù)字全息成像方法進(jìn)行了驗(yàn)證；接著就抑制全息圖中直流項(xiàng)與共軛像影響的問題展開討論，論文中通過將全息圖與平均光強(qiáng)做差的方法實(shí)現(xiàn)了直流項(xiàng)的濾除，使再現(xiàn)像像質(zhì)明顯提高；最后針對(duì)海洋浮游生物的形態(tài)特點(diǎn)，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)包括圖像增強(qiáng)、圖像分割技術(shù)等測(cè)量和提取了包括周長(zhǎng)、面積、圓等效直徑、圓形度、緊湊度、質(zhì)心、橫向尺寸、縱向尺