航海視覺增強(qiáng)系統(tǒng)研究.pdf

1、霧和霾是海上常見天氣現(xiàn)象，霧和霾等惡劣天氣致使海上能見度下降，船舶監(jiān)控設(shè)備獲取的視頻流圖像往往發(fā)生嚴(yán)重降質(zhì)，致使船舶駕駛員通過視覺獲取海上航行信息的可靠性下降，因此嚴(yán)重影響了船舶在霧天航行的安全性。為了提高船舶在霧天航行的安全性，本文對航海視覺信息增強(qiáng)系統(tǒng)展開了研究。
　　論文主要完成以下工作:
　　(1)提出了海上圖像去霧的改進(jìn)算法。通過建立海上霧天圖像的退化物理模型，并分析霧天海上圖像退化的原因和單幅圖像去霧的病態(tài)性，該

2、算法針對He提出的暗黑通道估計(jì)大氣光的方法進(jìn)行了改進(jìn)，采用暗黑通道先驗(yàn)知識初步估計(jì)海上圖像的透射率，利用引導(dǎo)圖像濾波對初步估計(jì)的透射率進(jìn)行細(xì)化，并針對海上大面積天空的特點(diǎn)對全局大氣光的估計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，最終根據(jù)霧天圖像的退化模型恢復(fù)出無霧圖像。
　　(2)提出了視頻流實(shí)時(shí)去霧的改進(jìn)算法。該算法主要采用數(shù)學(xué)中不等式縮放理論估計(jì)出每幀有霧圖像的透射率和全局大氣光，然后根據(jù)霧天圖像退化的物理模型恢復(fù)出每幀無霧圖像。本文根據(jù)海上監(jiān)控視頻具有大

3、面積天空和海水，對該實(shí)時(shí)去霧算法中的均值濾波參數(shù)和調(diào)節(jié)亮度參數(shù)依據(jù)航海目標(biāo)細(xì)節(jié)恢復(fù)程度和圖像對比度等因素進(jìn)行估計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了海上監(jiān)控視頻圖像分辨率640×480下的實(shí)時(shí)去霧。
　　(3)提出了航海視覺增強(qiáng)系統(tǒng)的架構(gòu)，并初步實(shí)現(xiàn)了船舶航行信息和虛擬航海環(huán)境的虛實(shí)融合，并解決了航行信息虛實(shí)融合等一系列問題。
　　本文實(shí)現(xiàn)了航海視覺增強(qiáng)系統(tǒng)中的視頻流去霧模塊，包括圖像去霧模塊和視頻去霧模塊;針對航海視覺增強(qiáng)系統(tǒng)中的虛擬通道模塊，本