海浪爬浪監(jiān)測系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、中國作為一個海洋大國，島嶼眾多，海岸線曲折漫長，因此海浪監(jiān)測對我國具有極其重要的戰(zhàn)略與實際意義。建立一個可視化遠程監(jiān)控系統(tǒng)，是海浪監(jiān)測的一種有效手段。本文結合具體項目背景，在對基于計算機視覺的運動海浪檢測中的關鍵技術進行大量研究的基礎上，提出了海浪爬浪監(jiān)測系統(tǒng)方案。本文的研究內容概述如下，其中，創(chuàng)新點主要體現在2和3:
　　1)運動背景補償。針對攝像機移動造成背景運動的問題，本文采用基于簡化的ORB(ORiented Brief)

2、特征檢測與匹配算法，將兩幅圖像進行匹配，利用PROSAC(ProgressiveSample Consensus)算法進行模型參量擬合，獲得兩幅圖像之間的仿射矩陣，根據仿射矩陣對其中一幀圖像進行運動背景補償。
　　2)閾值分割。針對將灰度圖轉換成二值化圖需要保留完整的有用信息并具有良好的抗噪性能等要求，本文提出一種基于帶權積分圖的自適應閾值分割算法。該算法結合網格模型思想和權重思想，利用帶權積分圖實現圖像的二值化。實驗證明，算法在

3、復雜海浪環(huán)境下能表現出良好的魯棒性。
　　3)運動海浪檢測。針對具體海浪檢測中難以同時滿足準確性和實時性的問題，本文提出一種基于混合差分的海浪邊緣檢測算法，首先采用三幀差法進行場景區(qū)域的快速分類，把運動區(qū)域分割出來;然后對其進行腐蝕膨脹等形態(tài)學處理，并使用Sobel算子提取運動物體邊緣;最后，運用基于混合高斯模型的背景差分法去除干擾運動。實驗證明，算法在保證效率的同時，對復雜的海浪場景具有較好的魯棒性，能準確地提取出運動海浪浪尖邊

4、緣。
　　4)標桿提取。為了提取出海浪圖片中的標桿并將其作為標尺，本文首先選取一張清晰的初始圖片，利用基于HSV空間的閾值分割算法將初始圖片中的標桿提取出來，然后將初始圖片與當前圖片進行匹配，利用匹配得到的仿射矩陣計算出當前圖片中標桿的位置。
　　此外，針對獲取歷史視頻拍攝時間的問題，本文還提出一種基于Bayes分類器及形狀相近概率的字符識別算法，該算法具有識別時間短、準確率高等優(yōu)點。
　　基于上述研究，本文搭建了完整