高斯模糊下舰船图像自适应细节增强方法

高斯模糊下传统舰船图像自适应细节层次感会降低,图像细节刻画不明显,为此提出舰船图像自适应细节增强方法。设计自适应UM细节图像增强方法,确定自适应增益系数,对细节层次感进行区域规划,设计自适应拉低对比度区域增强机制,提升图像细节刻画能力;通过图像扩张对细节板块化颜色校正,保证呈现方式具备明显的色彩对比,对图像进行灰度计算,实现图像自适应细节增强。实验结果表明,设计方法能够增加图像自适应细节的层次感以及细节表现力。     

船舶噪声视频图像的去噪锐化方法

传统视频图像降噪处理普遍采用小波滤波算法完成降噪计算,虽然像素通道内的噪声被有效去除,但是滤波过程中有效像素的损耗导致图像通道的收敛性降低,不利于后期图像的锐化处理。为了解决此问题,提出船舶噪声视频图像的去噪锐化方法。为了避免去噪过程中对正常像素的损伤,本文提出的方法采用拉氏去噪算子去噪算法,完成噪声像素点的去除计算。通过梯度锐化并行算法在去噪算法的基础上,完成对图像像素的锐化计算。对比实验表明,提出的去噪锐化方法比传统去噪锐化方法,提升图像整体去噪锐化效果好,实用性更强。     

水下机器人所摄图像的预处理

水下机器人在获取图像的过程中会受到多种因素的干扰,图像处理难度大.为提高水下图像的质量,改善图像视觉效果,必须首先解决各种干扰因素对视觉信息造成的干扰和影响.图像预处理旨在去除噪声,提高图像质量,以改善人们的视觉效果和图像质量,降低后续算法处理的难度.基于此,主要探讨使用分段线性灰度变换法进行图像处理,以达到预期效果.     

一种面向水下无人航行器的实效图像增强算法

针对水下图像存在严重模糊、对比度低、噪声多等问题,根据小波的时频特性及多分辨率特点,提出一种基于小波变换的水下模糊图像增强算法。利用小波变换对RGB图像进行二层小波分解,把原图分解为高、低频子带,利用导向滤波算法估计低频子带上的照射分量并进行去除;利用软阈值算法对高频子带上的图像边轮廓信息进行去噪和增强处理;对水下图像进行小波逆构,并进行伽玛校正;最后利用改进的灰度世界算法对水下图像进行颜色校正。试验结果表明,使用文章中算法处理所得到图像的对比度及信噪比都较高,且清晰度较高,满足水下无人航行器的要求。     

基于正交小波分解的线谱增强算法研究

介绍了传统线谱增强器(ALE)结构,分析了ALE的工作原理。ALE线谱增强的原因是降低了基本输入和参考输入中的噪声相关性,由于对参考输入的权系数调整无法对噪声进行合理估计,正弦信号得到增强。正交小波分解能将信号分解为尺度子空间和小波子空间中的2部分,同时2子空间正交。利用正交小波分解的这一特性,将尺度子空间中的逼近部分作为自适应滤波器的参考输入,使得参考输入和原信号中的噪声相关系数很小。对高斯环境下正弦信号和某水中目标实测信号进行了算法仿真,研究了该线谱增强算法的性能。结果表明,该算法在对高斯噪声环境和非平稳、非高斯目标实测信号中的线谱增强效果均优于ALE。     

一种隧洞探测型自主式水下机器人及其图像拼接方法

针对采用自主式水下机器人(AUV)巡检和拍摄输水隧洞中的裂缝时水下环境会极大地限制光视觉图像的可视范围和分辨率,单幅水下图像获得的视角范围有限的问题,提出一种基于加速稳健特征(SURF)算法的AUV水下图像拼接方法。在图像预处理阶段对水下图像进行去畸变和限制对比度自适应直方图均衡化处理,用于解决水下图像存在的畸变、对比度低和噪声严重等问题。将SURF特征点检测算法应用到水下图像配准中,并与RANSAC算法相结合,对特征点进行精确匹配。应用线性渐变融合算法实现水下图像融合,有效去除拼接缝隙,完成水下图像拼接,最终通过水池和外场试验拼接图像验证所提方法的正确性。     

基于小波能量熵的水下目标磁场信号去噪

本文提出了基于小波能量熵的水下目标磁场信号去噪方法,通过对信号进行小波分解,计算各层目标信号和背景噪声的小波系数能量熵,利用信号在不同的分解尺度上具有不同的小波熵,自适应地确定高频系数的阈值,利用经过处理后的小波系数进行小波反变换,实现对水下目标磁场信号的去噪.仿真试验结果表明,该方法能有效去除背景噪声,检测出目标磁场...     

统计学习在海上遥感图像背景去噪的算法研究

针对传统的海上遥感图像背景去噪算法中由于噪声分解遗漏情况造成的图像梯度值低的问题,提出统计学习在海上遥感图像背景去噪的算法研究。利用统计学习中的高斯概率分布模型建立遥感图像背景噪声模型,计算每个像素点灰度值的均值,并一一对比,统计图像中噪声分布特征并分离噪声,依据噪声分布特征设计滤波器对,将滤波器对应用在小波变换滤波器中,利用滤波器分解图像中的噪声,经过逆变换重构图像,实现海上遥感图像背景去噪。实验结果表明,与传统的图像背景去噪算法相比,应用统计学习的海上遥感图像背景去噪的算法平均梯度值更高,说明该算法适合应用在海上遥感图像背景去噪中。     

基于深度约束的水下稠密立体匹配

  目的  针对水下双目图像特征点稀疏、极线约束模型失效等难题,提出一种基于自适应深度约束的水下图像特征匹配(ADC-UFM)算法。  方法  结合FAST算子与SIFT描述子,提高图像匹配精度;提出基于水下折射因子的特征匹配约束模型（MCM）,有效剔除误匹配点;提出自适应阈值选取（ATC）方法,最大限度地保留复杂水下环境下的图像特征信息。  结果  实验结果显示,ADC-UFM算法优于现有的SIFT,SURF和UCC-SIFT等典型方法,匹配准确率可达85.2%,满足实时匹配需求。  结论  研究成果可为基于双目视觉系统的水下三维重建提供关键技术支撑。     

基于偏微分方程的舰船图像增强研究

舰船图像在采集和传输过程中,受到多种因素的干扰,导致图像细节信息丢失严重,使得图像亮度低,图像质量下降,为了解决该难题,提高图像视觉效果和图像质量,设计了基于偏微分方程的舰船图像增强方法。首先对当前舰船图像增强研究结果进行分析,提出采用小波分析对原始舰船图像进行处理,识别出舰船图像中的噪声,并设置合理的阈值抑制噪声的作用,然后采用偏微分方程模型对舰船图像进行非线性增强变换,突出舰船图像中的细节信息,改善舰船图像的清晰度,最后进行舰船图像增强的仿真测试,结果表明本文方法可以明显增强舰船增强图像亮度,使图像细节信息增加,舰船图像增强结果的评价指标全部优于对比方法的舰船图像增强结果,是一种有效的舰船图像增强方法。     

偏微分方程数值计算在虚拟现实中应用与研究

随着虚拟现实(Virtual Reality,VR)相关硬件的发展以及软件技术的日趋成熟,VR技术正在进入人们的日常生活。然而不可否认,VR的核心问题之一——物理真实感依然没有很好的解决。其原因大多都是由于解算模型控制方程耗费了大量的时间,从而迫使人们采用牺牲精度的方法以满足实时性的要求。而许多的物理模型的解算都归结于偏微分方程求解,因此如何准确高效快速的求解偏微分方程(PDE)和PDE方程组对于提升虚拟现实系统的物理真实感有着至关重要的作用。本文从求解典型PDE出发,建立相应的PDE求解器,并对计算结果进行验证。最后将该思想应用于计算流体力学领域,通过对流体力学中的NS方程和水力学中的浅水波方程的求解,得到计算区域的速度场或高度场,并且对结果进行验证。结果表明,该方法具有较高的可信度。     

偏微分方程数值计算在虚拟现实中应用与研究

随着虚拟现实(Virtual Reality,VR)相关硬件的发展以及软件技术的日趋成熟,VR技术正在进入人们的日常生活.然而不可否认,VR的核心问题之一——物理真实感依然没有很好的解决.其原因大多都是由于解算模型控制方程耗费了大量的时间,从而迫使人们采用牺牲精度的方法以满足实时性的要求.而许多的物理模型的解算都归结于偏微分方程求解,因此如何准确高效快速的求解偏微分方程(PDE)和PDE方程组对于提升虚拟现实系统的物理真实感有着至关重要的作用.本文从求解典型PDE出发,建立相应的PDE求解器,并对计算结果进行验证.最后将该思想应用于计算流体力学领域,通过对流体力学中的NS方程和水力学中的浅水波方程的求解,得到计算区域的速度场或高度场,并且对结果进行验证.结果表明,该方法具有较高的可信度.     

水下运动目标动态谱特征提取与增强的现状与展望

介绍了国内外关于水下运动目标动态谱特征提取与增强的相关函数与功率谱方法、自适应谱线增强方法、小波变换方法、基于神经网络的方法、混沌动力学与分形理论、高阶统计量方法等主要方法及研究成果,分析了各种方法的主要缺陷,指出了在所有方法中用高阶统计量方法提取与增强运动目标动态谱特征是最值得深入研究的课题。     

图像增强技术在码头水下结构外观巡检中的应用

定期开展码头水下结构的外观巡检是码头平稳运行的重要保障.通过分析现有的检测方法,发现获取图像质量不佳是采用视觉技术实施外观巡检的主要限制条件.结合相关检测作业的要求,创新提出将人造多幅欠曝光算法与颜色通道补偿方式进行融合,并通过试验验证使用图像增强算法的水下拍摄图像的视觉质量.结果表明,多曝光与颜色补偿可有效提升水下图...     

基于单个三分量海底地震仪的水中目标方位估计

利用相互连接的地震仪或者声传感器阵列可以实现水中目标的方位估计及源的定位。对单个三分量地震仪来说,通过分析其水平轴接收信号之间的相互关系可以得到水中航行目标的方位估计。应用所研究的方法对置放于海底的地震检波器所接收水面航行目标的数据进行分析,得到了目标方位角的估计。     

Station keeping control of underwater robots using disturbance force measurements

Station keeping control of remotely operated vehicles is crucial in the successful completion of underwater missions of work class robotic vehicles. The conventional method of station keeping using the vehicle pose/velocity measurement introduces delay in vehicle control and often leads to instability. In this paper, we present a novel method for measuring the underwater disturbances and controlling the robot for station keeping using a feed-forward control strategy. A strain-gauge based disturbance force measurement is proposed here with suitable algorithms to measure the forces acting on the vehicle due to external disturbances. Using the dynamic models, the vehicle response is predicted and a feed-forward control is implemented for station keeping. The controller activates corrective control action even before the vehicle responds to the disturbances. The performance of the controller is analyzed through simulation studies as well as hardware-in-loop tests. Results show that this approach is an effective alternative for conventional station keeping control of underwater vehicles.     

聚焦波束形成声图法误差分析

  目的  现有的水下噪声源近场定位方法通常假设测量面为平面,较难应用于柱面分布的水下噪声源目标测试中,同时常规近场聚焦波束形成应用于柱面分布水下噪声源定位时空间分辨率较低,基于声压基阵的水下噪声源近场定位方法则存在左右舷模糊的问题。为解决这一问题,  方法  通过建立测量面为柱面分布的噪声源近场测量模型,结合矢量水听器的单边指向性和MUSIC算法的高分辨率特性,提出基于矢量声压组合基阵的柱面分布噪声源近场高分辨定位方法,并进行计算机仿真验证。  结果  研究结果表明,该方法采用较小的基阵孔径即可实现柱面分布的水下噪声源近场精确定位,  结论  可应用于大型圆柱类复杂系统的噪声源定位识别。     

Research on the strategy of underwater united detection fusion and communication using multi-sensor

In order to solve the distributed detection fusion problem of underwater target detection, when the signal to noise ratio (SNR) of the acoustic channel is low, a new strategy for united detection fusion and communication using multiple sensors was proposed. The performance of detection fusion was studied and compared based on the Neyman-Pearson principle when the binary phase shift keying (BPSK) and on-off keying (OOK) modes were used by the local sensors. The comparative simulation and analysis between the optimal likelihood ratio test and the proposed strategy was completed, and both the theoretical analysis and simulation indicate that using the proposed new strategy could improve the detection performance effectively. In theory, the proposed strategy of united detection fusion and communication is of great significance to the establishment of an underwater target detection system.