基于數(shù)字全息成像的海洋浮游生物特征測量與提取.pdf

1、研究先進的海洋浮游生物觀測技術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)學研究中的一個重要方面，它對海洋生態(tài)學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技術用于支撐海洋生態(tài)學的研究。論文擬將數(shù)字全息成像技術應用于海洋浮游生物的觀測，其目標是針對一定體積海水內的浮游生物，采用數(shù)字全息成像技術實現(xiàn)非侵入式的測量，獲得浮游生物的數(shù)字全息圖；通過對全息圖的數(shù)字全息再現(xiàn)，從而獲取海洋浮游生物的原始圖

2、像，繼而對全息再現(xiàn)像進行濾波、二值化、Canny算子邊緣提取、閉運算處理等數(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)點是能夠實現(xiàn)非侵入式的原位測量，大大降低了對海洋浮游生物粒子場的擾動，以獲得真實數(shù)據(jù)。
　　為了實現(xiàn)這一目標，本文首先對海洋浮游生物觀測技術國內外研究現(xiàn)狀進行了總結，從數(shù)字全息技術的記錄及再現(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構參數(shù)和影響再現(xiàn)像像質

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，并通過實驗對海洋浮游生物數(shù)字全息成像方法進行了驗證；接著就抑制全息圖中直流項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做差的方法實現(xiàn)了直流項的濾除，使再現(xiàn)像像質明顯提高；最后針對海洋浮游生物的形態(tài)特點，利用數(shù)字圖像處理技術包括圖像增強、圖像分割技術等測量和提取了包括周長、面積、圓等效直徑、圓形度、緊湊度、質心、橫向尺寸、縱向尺