基于优势特征图像融合的水下光学图像增强 被引量：19

1

作者 林森 迟凯晨 +1 位作者 李文涛 唐延东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期203-215,共13页

针对水下光学图像颜色失真、非均匀光照、对比度低的问题,提出基于优势特征图像融合的水下光学图像增强算法.首先,提出改进的暗通道先验算法去除退化图像中的不均匀浑浊并均衡色彩;其次,对颜色校正图像分别使用基于加权分布的自适应伽... 针对水下光学图像颜色失真、非均匀光照、对比度低的问题,提出基于优势特征图像融合的水下光学图像增强算法.首先,提出改进的暗通道先验算法去除退化图像中的不均匀浑浊并均衡色彩;其次,对颜色校正图像分别使用基于加权分布的自适应伽玛校正算法和限制对比度自适应直方图均衡-同态滤波算法,增强颜色校正图像对比度并使其亮度均衡;最后,定义三幅融合图像即颜色校正图像、亮度均衡图像、对比度增强图像的关联权重图,通过多尺度融合算法获得融合图像.与单一预处理算法只能解决对应的退化现象相比,该算法对单幅退化图像进行多算法处理,得到三幅优势特征图像,通过不同权重的组合最大程度地将各优势特征相结合,得到的综合效果远超各单一算法优化效果,不再局限于解决颜色失真等单一问题.将本文算法与现有算法在主观评价和客观评价两方面进行实验对比,结果表明,该算法可以有效平衡水下图像的色度、饱和度及清晰度,视觉效果接近自然场景下的图像. 展开更多

关键词 数字图像处理 图像增强 图像融合 水下图像 海洋光学 水下成像系统

下载PDF 职称材料

基于非平行系统的水下图像转化模型 被引量：13

2

作者 张文明 邓茜雪 +1 位作者 张强 李海滨 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期152-156,共5页

针对水下三维重建成像时图像失真的问题,提出一种基于非平行双目视觉系统的转化条件和转化模型,将摄像机透过平面防水罩拍摄的水下图像转化为摄像机与目标间无水存在的一般空气图像.当摄像机焦点在水与空气分界面处时,水下图像和空气图... 针对水下三维重建成像时图像失真的问题,提出一种基于非平行双目视觉系统的转化条件和转化模型,将摄像机透过平面防水罩拍摄的水下图像转化为摄像机与目标间无水存在的一般空气图像.当摄像机焦点在水与空气分界面处时,水下图像和空气图像像素间存在一一对应关系,当摄像机焦点位于水面外时,该模型在物距远大于焦距及焦点沿z轴方向与折射面距离的情况下仍成立.实验利用特征点三维坐标重建验证模型的正确性,结果显示,利用本文方法重建的三维坐标和实际三维坐标相比,x、y、z轴方向的重建误差平均值分别为2.23%,1.51%,1.10%,表明该模型转化后的图像可采用空气中的图像处理方法,为空气中的三维重建方法应用于水下的探索提供理论依据. 展开更多

关键词 机器视觉 三维重建 双目立体视觉 海洋光学 水下成像系统

下载PDF 职称材料

水下光学成像系统的研究现状和展望 被引量：7

3

作者 冷洁 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期7-8,共2页

本文阐述了水下光学成像系统的历史,研究进展以及现状。并参考国外实验室的先进技术,介绍了消除噪声和改进像质的方法和系统,以及在水下拍摄三维图像的技术。

关键词 激光应用 水下成像系统 后向散射 三维成像

下载PDF 职称材料

基于DM642的激光水下图像处理系统设计与实现 被引量：8

4

作者 葛卫龙 张晓晖 +1 位作者 韩宏伟 华良洪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1641-1645,共5页

搭建了一种距离选通激光水下成像系统,分析了水下光电图像的特点,采用DM642数字信号处理芯片为核心设计了数字图像处理系统,给出了利用平台直方图均衡化实现水下图像增强算法原理以及该算法在设计的图像处理系统中的实现方法,并给出了... 搭建了一种距离选通激光水下成像系统,分析了水下光电图像的特点,采用DM642数字信号处理芯片为核心设计了数字图像处理系统,给出了利用平台直方图均衡化实现水下图像增强算法原理以及该算法在设计的图像处理系统中的实现方法,并给出了利用该方法对水下25 m和40 m处目标所成图像的处理结果。实验结果表明,利用文中搭建的距离选通水下成像系统和设计的图像处理系统可以有效实现对水下目标的成像探测并能提高目标图像的对比度。 展开更多

关键词 图像处理 水下成像系统 距离选通 DM642

下载PDF 职称材料

基于粒子群优化的水下成像系统标定 被引量：8

5

作者 张强 王鑫 李海滨 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期103-107,共5页

摄像机在水下拍摄时,经过不同介质的成像光线会发生折射,小孔成像模型不再成立,现有标定方法无法准确标定系统参量.针对此问题,本文提出一种基于粒子群优化的水下成像系统标定方法.在空气中应用张正友平面标定法得到摄像机内、外参量,... 摄像机在水下拍摄时,经过不同介质的成像光线会发生折射,小孔成像模型不再成立,现有标定方法无法准确标定系统参量.针对此问题,本文提出一种基于粒子群优化的水下成像系统标定方法.在空气中应用张正友平面标定法得到摄像机内、外参量,通过求取特征点间相对定位距离,建立系统对水中物体的标定评价函数,并用粒子群算法对其优化,从而标定得到光心到防水罩距离、防水罩平面法向量和防水罩厚度.结果表明:基于粒子群标定算法得到的相对定位误差平均值分别为1.99%和0.62%,而应用高阶畸变折射补偿法得到的相对定位误差平均值分别为3.29%和2.68%;当被测物位于不同拍摄距离以及改变不同姿态时,由本文算法得到的相对定位误差均低于高阶畸变折射补偿法,且本文提出的标定算法可以得到高准确度的系统参量,为水下视觉研究提供了可靠的参量依据. 展开更多

关键词 机器视觉 摄像机标定 双目立体视觉 粒子群优化算法 水下成像系统

下载PDF 职称材料

水下光电成像探测系统的性能建模分析 被引量：6

6

作者 孔捷 张保民 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期332-336,共5页

分析并讨论了水下光电成像探测系统设计应考虑的几个问题,包括系统设计的性能参数、系统中的信号模型和成像系统性能评估模型。考虑发射系统和接受系统间的距离,建立了激光水下光电成像探测系统的一般理论模型;推导了信号辐射、后向散... 分析并讨论了水下光电成像探测系统设计应考虑的几个问题,包括系统设计的性能参数、系统中的信号模型和成像系统性能评估模型。考虑发射系统和接受系统间的距离,建立了激光水下光电成像探测系统的一般理论模型;推导了信号辐射、后向散射、前向散射的计算方法;给出了考虑前向散射和背向散射作用下的成像对比度计算方法;最后导出了水下成像系统的作用距离方程。 展开更多

关键词 水下成像 系统设计 对比度模型 作用距离方程

下载PDF 职称材料

集束光水下图像系统 被引量：2

7

作者 郑冰 展旭卿 付民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期368-371,共4页

报道了一种新型的适用于浑水条件下的集束光水下图像系统.分析了目前水下观察采用的两种技术—同步扫描技术和距离选通技术,介绍了该水下图像系统的构成原理以及系统组成.通过水池实验,验证了系统的有效性.给出了集束光水下图像系统与... 报道了一种新型的适用于浑水条件下的集束光水下图像系统.分析了目前水下观察采用的两种技术—同步扫描技术和距离选通技术,介绍了该水下图像系统的构成原理以及系统组成.通过水池实验,验证了系统的有效性.给出了集束光水下图像系统与水下激光图像系统在探测距离及其它性能方面的比较结果.该系统有望在海洋工程及军事上得到广泛应用. 展开更多

关键词 水下图像系统 集束光水下图像系统 浑水 水池实验

下载PDF 职称材料

大亚湾西南海域尖笔帽螺2020年7月暴发期内的分布特征 被引量：2

8

作者 刘岱 应轲臻 +2 位作者 蔡中华 黄洪辉 毕洪生 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1438-1447,共10页

尖笔帽螺是一种分布广泛的翼足类生物,在食物网与生物地球化学循环中起着重要作用。2020年7月,大亚湾出现高密度尖笔帽螺,给当地生态安全带来潜在风险。文章利用浮游生物成像仪(PlanktonScope),以定点的方式对大亚湾西南海域的环境因子... 尖笔帽螺是一种分布广泛的翼足类生物,在食物网与生物地球化学循环中起着重要作用。2020年7月,大亚湾出现高密度尖笔帽螺,给当地生态安全带来潜在风险。文章利用浮游生物成像仪(PlanktonScope),以定点的方式对大亚湾西南海域的环境因子与尖笔帽螺密度进行采样,并对大亚湾高密度尖笔帽螺的分布特征进行研究。结果显示:在水平方向上,尖笔帽螺主要分布于西部湾口及长湾附近海域,其他海域分布相对较少;在垂向上,尖笔帽螺多分布于高温低盐的表层,低温高盐的下层水体分布较少;体长分布方面,湾口西部及其北侧海域尖笔帽螺体长较长,小辣甲西侧、北侧海域尖笔帽螺体长偏短,湾口中部海域体长远小于其他区域。通过分析结果发现,此次大亚湾湾内高密度尖笔帽螺存在随外海海流输入的可能;温盐分布结果表明,尖笔帽螺多出现在海水表层,其垂直分布可能也受海水分层及海流的影响。通过对尖笔帽螺分布特征的归纳与讨论,可以为后续该种生物的进一步溯源提供参考。 展开更多

关键词 大亚湾 尖笔帽螺 分布特征 浮游生物成像仪 水下成像系统 近海生物暴发

下载PDF 职称材料

激光水下成像系统中SD存储卡应用研究 被引量：1

9

作者 宾辰忠 马春波 +1 位作者 韦磊 康家郡 《电视技术》 北大核心 2014年第7期48-50,53,共4页

介绍了在激光水下成像系统中,应用SD卡存储图像数据的具体方案及实施细节。包括SD卡与DSP处理器的电路连接,SPI总线的配置方法,系统软件层次结构的分析,SD卡的操作以及文件系统的移植及应用。该方案在水下成像系统的设计实现中具有应用... 介绍了在激光水下成像系统中,应用SD卡存储图像数据的具体方案及实施细节。包括SD卡与DSP处理器的电路连接,SPI总线的配置方法,系统软件层次结构的分析,SD卡的操作以及文件系统的移植及应用。该方案在水下成像系统的设计实现中具有应用价值。 展开更多

关键词 水下成像系统 SD卡 DM642 FatFs文件系统

下载PDF 职称材料

基于Zemax的大视场水下成像光学系统设计

10

作者 黄幼萍 陈小钢 +2 位作者 张昊 黄淑燕 范梦怡 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期5-10,共6页

水下成像是海洋探测的重要手段,为满足海底微光以及大视场成像需求,利用光学设计软件Zemax设计了一款总长70mm,相对孔径为1/1.5,视场角为90°的水下成像光学系统。系统采用反远距结构,优化后仅由7片球面透镜和1片平板水密窗口组成,... 水下成像是海洋探测的重要手段,为满足海底微光以及大视场成像需求,利用光学设计软件Zemax设计了一款总长70mm,相对孔径为1/1.5,视场角为90°的水下成像光学系统。系统采用反远距结构,优化后仅由7片球面透镜和1片平板水密窗口组成,系统具有结构简单紧凑、大视场和大相对孔径等优点。设计结果表明,在各视场内,弥散斑的均方根半径均被控制在7μm范围内,且调制传递函数曲线在奈奎斯特频率为56lp/mm处的值均高于0.45,系统具有优异的成像质量。在单个探测像元内,系统的衍射能量大于90%,能量集中度高。此外,公差分析结果显示,系统具有较好的稳健性,且加工工艺易于实现。设计满足水下成像系统对大孔径和大视场的需求,具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 应用光学 水下成像 光学系统 Zemax软件 大视场

原文传递

水下非均匀光场的分布特性 被引量：4

11

作者 徐洪梅 张志刚 郑冰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1606-1610,共5页

为了克服水下探测中后向散射光背景噪音的影响,提出了非均匀光场水下探测方法,推导得出非均匀光场的照度分布函数与接收口径、目标与接收器的距离以及海水的体积衰减系数几个因素有关.通过搭建集束光水下图像系统,对其产生的非均匀光场... 为了克服水下探测中后向散射光背景噪音的影响,提出了非均匀光场水下探测方法,推导得出非均匀光场的照度分布函数与接收口径、目标与接收器的距离以及海水的体积衰减系数几个因素有关.通过搭建集束光水下图像系统,对其产生的非均匀光场的分布特性和水下探测特性进行了水池实验.观测结果为,在0.6倍能见度下,可分辨1mm细节,在1倍能见度时,可分辨目标轮廓,在1.5倍能见度时,可探测到目标.结果证明,该系统具有宽视角、全景深、图像清晰度高等特点. 展开更多

关键词 应用光学 水下目标图像探测 非均匀光场 集束光水下图像系统 光场分布函数

下载PDF 职称材料

激光水下成像发射光学系统的研究

12

作者 孙健 张晓晖 葛卫龙 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期297-299,共3页

水下远距离激光主动成像系统对扩束发射光学系统的扩束能力及其对距离的适应性提出了较高的要求。为了在不同的成像距离处都获得适当大小的光斑,论文对激光水下成像发射光学系统进行了研究,设计了一种变倍的发射光学系统,研究了激光光... 水下远距离激光主动成像系统对扩束发射光学系统的扩束能力及其对距离的适应性提出了较高的要求。为了在不同的成像距离处都获得适当大小的光斑,论文对激光水下成像发射光学系统进行了研究,设计了一种变倍的发射光学系统,研究了激光光束通过该发射光学系统的变换规律,推导了目标距离与变倍光学系统动镜组的位置调整量的数学关系,提出了激光水下成像变倍发射光学系统的控制方案。 展开更多

关键词 激光水下成像 变倍光学系统 高斯光束 控制方案

下载PDF 职称材料

浑水中非均匀光场探测图像方法

13

作者 郑冰 吉光学 付民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1939-1942,共4页

分析了传统的水下观测和激光观测技术在能见度约为0．5～1．5m的浑浊水域和0．2m的特浑水域观测遇到的理论和技术上的局限性．叙述了一种非均匀光场集束光水下目标图像探测方法和系统，并在各种浑浊水质中进行其特性的试验．试验结果表... 分析了传统的水下观测和激光观测技术在能见度约为0．5～1．5m的浑浊水域和0．2m的特浑水域观测遇到的理论和技术上的局限性．叙述了一种非均匀光场集束光水下目标图像探测方法和系统，并在各种浑浊水质中进行其特性的试验．试验结果表明该系统基本上解决了浑浊水中的观测问题． 展开更多

关键词 应用光学 非均匀光场 背景散射光 集束光水下图像探测系统

下载PDF 职称材料

长江口排水板水下成像检测技术

14

作者 孙丰 樊永杰 欧阳杰 《水运工程》 北大核心 2018年第2期36-39,共4页

针对长江口深水区域塑料排水板施工检测手段不足的问题,提出水下声学成像检测的新方法,采用高分辨率侧扫声呐和双频识别声呐,实现了水下排水板检测的可视化与可量测。获取水下排水板清晰的影像资料,并且通过双频识别声呐水下定点全环摄... 针对长江口深水区域塑料排水板施工检测手段不足的问题,提出水下声学成像检测的新方法,采用高分辨率侧扫声呐和双频识别声呐,实现了水下排水板检测的可视化与可量测。获取水下排水板清晰的影像资料,并且通过双频识别声呐水下定点全环摄像方式能够实现排水板定量检测。新方法弥补了现有检测手段的不足,可作为现有检测手段的重要补充。 展开更多

关键词 长江口 塑料排水板 水下成像 侧扫声呐系统 双频识别声呐系统

下载PDF 职称材料

非平行双目视觉系统水下成像的极线约束模型 被引量：15

15

作者 张强 董玉 +2 位作者 李海滨 李雅倩 张文明 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期133-139,共7页

针对水下非平行双目成像系统图像匹配时无法进行平行校正,并且不再满足空气中的极线约束条件这一问题,推导出一种适用于水下的极线约束模型。根据摄像机和防水罩间相对位置关系的不同,把水下双目成像方式分为平行成像、共用折射面成像... 针对水下非平行双目成像系统图像匹配时无法进行平行校正,并且不再满足空气中的极线约束条件这一问题,推导出一种适用于水下的极线约束模型。根据摄像机和防水罩间相对位置关系的不同,把水下双目成像方式分为平行成像、共用折射面成像和独立折射面成像三种情况,并推导了后两种情况的极线约束模型。对摄像机进行标定,利用尺度不变特征变换(SIFT)进行立体匹配,推导了参考图上特征点在待匹配图上所对应的曲线,根据待匹配图上特征点是否在曲线上,剔除误匹配点,提高匹配精度。实验结果表明,利用所推导出的水下曲线约束模型,可以有效地剔除误匹配点,降低误匹配率。 展开更多

关键词 机器视觉 非平行曲线约束 尺度不变特征变换 水下双目成像系统 折射模型

原文传递

应用于海洋监测的水下变焦镜头设计 被引量：7

16

作者 马海宽 曹煊 +4 位作者 褚东志 吴宁 马然 张述伟 史倩 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第10期62-67,共6页

设计了大相对孔径的三档变焦光学系统来监控海洋生态监测仪器的工作状态。该系统的设计通过Zemax软件实现,总长度为200mm,系统采用6.4mm×4.8mm的CCD感光板,三档变焦焦距分别为8,14,28mm,变焦过程中相对孔径为1/1.4,短焦时最大视场... 设计了大相对孔径的三档变焦光学系统来监控海洋生态监测仪器的工作状态。该系统的设计通过Zemax软件实现,总长度为200mm,系统采用6.4mm×4.8mm的CCD感光板,三档变焦焦距分别为8,14,28mm,变焦过程中相对孔径为1/1.4,短焦时最大视场角为52°。最大视场角下,当奈奎斯特频率为42lp/mm时,系统的0视场的调制传递函数(MTF)值为0.8,0.707视场的平均MTF值为0.7,1视场的平均MTF值达0.6;10μm范围内,几何包围能量均在90%;畸变控制在合理的范围。该系统变焦比高、结构简单、相对孔径大,适用于海水中海洋生态监测仪器的监控,能够及时地反馈海洋生态监测仪器的工作状态信息,大大降低了海洋生态监测仪器的维护成本。 展开更多

关键词 海洋光学 水下光学成像 变焦系统

原文传递

水下图像采集存储、增强程序设计及验证

17

作者 陈祥子 刘柏言 +1 位作者 江高清 贠子平 《现代电子技术》 北大核心 2024年第5期65-69,共5页

水下光学成像探测技术是水下探测技术的重要组成部分,但水下环境错综复杂,直接或间接影响到水下图像采集过程和成像质量。文中基于LabVIEW软件设计水下图像采集存储和图像增强程序,利用LabVIEW视觉与运动采集组件和存储模块进行水下图... 水下光学成像探测技术是水下探测技术的重要组成部分,但水下环境错综复杂,直接或间接影响到水下图像采集过程和成像质量。文中基于LabVIEW软件设计水下图像采集存储和图像增强程序,利用LabVIEW视觉与运动采集组件和存储模块进行水下图像采集存储,利用NI视觉重构器和IMAQ视觉系统模块完成水下图像的增强,从而改善水下图像的对比度、RGB亮度及伽马校正,增强水下图像成像效果。经过多次测试验证,该程序具有性能稳定,水下图像存储及增强效果显著的特点,为水下图像采集存储、增强提供了新思路。 展开更多

关键词 水下光学成像 LabVIEW程序设计 图像采集 图像增强 NI视觉重构器 IMAQ视觉系统模块

下载PDF 职称材料

基于声呐成像的水下结构检测技术 被引量：3

18

作者 罗居刚 张景奎 《江淮水利科技》 2022年第3期1-4,I0001,共5页

水下结构检测是涉水工程运维管理及安全评估的基础和重要环节。基于声呐系统的水下结构检测技术通过点云成像能够直观反映水下结构的服役状况,可为涉水工程运行管理、应急抢修及安全评价提供技术支撑。本文结合工程实例,对水下声呐成像... 水下结构检测是涉水工程运维管理及安全评估的基础和重要环节。基于声呐系统的水下结构检测技术通过点云成像能够直观反映水下结构的服役状况,可为涉水工程运行管理、应急抢修及安全评价提供技术支撑。本文结合工程实例,对水下声呐成像系统的检测效果进行了测试验证,结果表明:水下声呐成像检测系统具有较好的检测效果,在水质浑浊的低能见度环境下也能够较好地完成水下检测任务。该系统较之传统检测方法具有水下环境适应能力强、作业灵活和直观高效的优点,可极大地提高水下结构检测的精度和效率。 展开更多

关键词 水下声呐成像系统 涉水工程 水下结构 外观检测

下载PDF 职称材料

水下激光成像系统在反蛙人侦察中的应用 被引量：1

19

作者 吴泽伟 李朝武 胡博 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2016年第5期149-153,共5页

水下激光成像系统作为一种主要的水下光电侦察装备,具有抗干扰能力强、探测距离远、成像质量高等诸多优点,可用于探测水下多种类型的目标。针对水下激光成像系统的反蛙人侦察应用问题展开研究,介绍了水下激光成像系统反蛙人侦察的技术... 水下激光成像系统作为一种主要的水下光电侦察装备,具有抗干扰能力强、探测距离远、成像质量高等诸多优点,可用于探测水下多种类型的目标。针对水下激光成像系统的反蛙人侦察应用问题展开研究,介绍了水下激光成像系统反蛙人侦察的技术、特点和现状,重点研究了水下激光成像系统几种典型的反蛙人侦察使用方法,并对今后水下激光成像系统反蛙人侦察的发展趋势进行了分析。 展开更多

关键词 水下激光成像系统 反蛙人 侦察

下载PDF 职称材料

圆盘透明度在水下激光成像系统性能评估中的应用 被引量：1

20

作者 申越 郑威 +3 位作者 俞兵 吴磊 黎高平 杨鸿儒 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期336-341,共6页

水下激光主动成像系统的探测能力不仅与探测系统自身参数有关,还与水质等环境因素有关。为评估水质对水下激光成像系统探测能力的影响,根据圆盘透明度成像模型,研究了吸收系数、散射系数、漫射衰减系数等水体水质参数与圆盘透明度的关系... 水下激光主动成像系统的探测能力不仅与探测系统自身参数有关,还与水质等环境因素有关。为评估水质对水下激光成像系统探测能力的影响,根据圆盘透明度成像模型,研究了吸收系数、散射系数、漫射衰减系数等水体水质参数与圆盘透明度的关系,给出了圆盘透明度与水下激光主动成像系统最大探测深度的表达式。实验表明,ICCD距离选通水下激光主动成像系统最大探测深度值与理论计算值相对误差小于20%。基于成像理论的圆盘透明度模型反映了水下激光成像系统探测能力与水体水质参数的关系,可用圆盘透明深度来评估水下激光成像系统的探测能力。 展开更多

关键词 圆盘透明度 水下激光成像系统 探测能力 性能评估

下载PDF 职称材料