水下圖像的目標(biāo)檢測與定位研究.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、海底沉船、壩基裂縫等)的檢測與識別都離不開圖像技術(shù)的研究和圖像處理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。水下目標(biāo)檢測與定位作為現(xiàn)代海洋高新技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，得到了不斷的發(fā)展。在這一應(yīng)用背景下，本文開展了水下圖像的目標(biāo)檢測與定位研究。
　　 本文主要研究水下幾何目標(biāo)的檢測與定位算法，它包括三

2、個部分：水下幾何目標(biāo)的邊緣檢測、目標(biāo)的形心提取以及目標(biāo)的定位。在水下幾何目標(biāo)的邊緣檢測中，簡單介紹了常用的邊緣檢測方法，分析了它們的應(yīng)用領(lǐng)域以及不足之處，尤其針對廣泛使用的Canny 算子，分析了其在處理水下圖像的一些不足，研究了圖像的局部特征對其尺度的影響，提出了基于圖像局部復(fù)雜度的多尺度自適應(yīng)邊緣檢測算法；在目標(biāo)的形心提取中，針對不同幾何特征的目標(biāo)，采用了各異的處理方法來提取形心，尤其對于弧線形目標(biāo)，本文提出了邊緣分段交疊擬合法用來

3、得到圓形目標(biāo)的形心，它克服了一般的弧形目標(biāo)分段擬合的參數(shù)值樣本的分散問題，處理的結(jié)果更為準(zhǔn)確；在目標(biāo)的定位中，本文對攝像機(jī)的標(biāo)定基礎(chǔ)進(jìn)行了介紹，敘述了常用的攝像機(jī)標(biāo)定方法，改進(jìn)了基于平面模板的標(biāo)定方法，該方法能夠比較全面的標(biāo)定出所有的攝像機(jī)內(nèi)外部參數(shù)，其線性的標(biāo)定過程也保證了處理的效率。對于水下目標(biāo)的定位，本文采用了求解圖像坐標(biāo)與世界坐標(biāo)映射矩陣的方法，提取出圖像中目標(biāo)的形心，利用映射矩陣求解世界坐標(biāo)，與實際測量的世界坐標(biāo)作比較，并對誤