水下非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的特征提取與匹配算法研究.pdf

1、當(dāng)今,圖像處理系統(tǒng)和圖像技術(shù)在海洋工程、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、通信工程、軍事公安和工農(nóng)業(yè)等方面都有廣泛的開拓和應(yīng)用。特別是海上監(jiān)視、水下管道、海底探礦、水中目標(biāo)(如石油平臺(tái)、海底沉船、壩基裂縫等)的檢測(cè)與識(shí)別都離不開圖像技術(shù)的開發(fā)、研究和圖像處理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。而支撐著水下目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別的硬件和軟件系統(tǒng)主要是無人水下航行器和圖像處理系統(tǒng)。在圖像處理系統(tǒng)中，環(huán)境的復(fù)雜性所導(dǎo)致的各種不確定因素如動(dòng)態(tài)的、非結(jié)構(gòu)化，邊緣模糊等影響，會(huì)給目標(biāo)檢測(cè)和

2、識(shí)別帶來一定障礙，特別是對(duì)于非結(jié)構(gòu)化目標(biāo)的提取與識(shí)別存在很大的困難，這也是當(dāng)前圖像處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。
　　 本文主要研究非結(jié)構(gòu)環(huán)境下具有不變性質(zhì)的特征點(diǎn)提取與匹配算法。我們首先對(duì)特征提取與識(shí)別技術(shù)以及所涉及到的相關(guān)領(lǐng)域作了簡(jiǎn)要的概述，然后介紹了目前國外較成功的SIFT特征提取算法，根據(jù)我們對(duì)算法思想的理解建立了試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行仿真，并在搜索策略上作出了改進(jìn)，給出了能適應(yīng)水下非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的具有高斯多尺度不變性的特征點(diǎn)提取方法。在

3、試驗(yàn)環(huán)節(jié)中，對(duì)此算法在圖像旋轉(zhuǎn)，尺度變化，光照變化，透射投影變化和模糊加噪等幾項(xiàng)方面的性能作出了評(píng)估并將其運(yùn)用于水下序列圖像匹配中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，本算法提取的特征點(diǎn)具有尺度不變性，能夠克服圖像的旋轉(zhuǎn)、平移、縮放變換，并且在輕微光照變化和透射投影情況下同樣獲得很好的效果，能夠適應(yīng)水下非結(jié)構(gòu)環(huán)境，在克服洋流影響、機(jī)器人環(huán)境地圖創(chuàng)建、水下目標(biāo)定位及水下雙目視覺等應(yīng)用中均具有較明顯的研究?jī)r(jià)值和實(shí)用價(jià)值。最后，為拓展此特征提取算法的適用范圍，我們