水下单元目标散射光对成像质量影响的研究

发布时间：2020-04-11 12:47

【摘要】： 近十几年来,由于陆地资源紧缺,特别是能源紧缺,人们十分重视海上石油和天然气的开发,对海洋资源的开发的海洋事业已进入新的阶段。由于资源开发活动主要集中在海底,因此近几年来国际上转向发展浑水中的观察技术,水下目标观察主要采用激光技术。研究水下激光成像,这已经成为海洋开发技术中的重要环节之一。 光在水中传输时,由于水介质和水中微粒对光的吸收和散射,不但光能量损耗很多,而且产生了严重的散射光,降低了成像质量,因此在水中,尤其是在浑水中进行水下观察时,必须解决散射光的问题。目前国内外在解决水下观察问题时采用激光水下成像技术,为了消除散射光的背景噪声,以提高成像距离和成像质量,一般采用同步扫描和距离选通两种基本方法。目前在已有的水下激光成像技术中,主要是解决水中激光传输过程中的单程后向散射问题。在浑水中,影响水下成像分辨率的主要因素是散射光,因此需要克服激光水下成像所产生的多次散射和后向反射问题以提高成像距离和成像质量。 我国近海沿岸水质比较浑浊,散射现象严重。本文在研究了激光在水下的传输特性的基础上,结合散射光的分布特性,分析了在激光水下成像技术中,散射效应对传输目标图像质量的影响,以便能够在今后对水下观测中接收到的图像进行图像处理。目前,对水下观测过程中所获得的受损图像的复原技术主要是通过寻求点扩展函数来对图像进行修复,然而这种方法存在很多不确定因素,对受损图像的复原效果并不理想。因此,本文设计了一套测量水下接收图像扩散角的实验,从中得到不同水质下激光水下成像所形成的扩散角,为今后进行水下图像处理提供参考数据。
【图文】：

紫外 紫 蓝绿 橙 红图 2.2 蒸馏水在可见光谱区域中的体积衰减系数α和衰减长度 L1963 年，Duntley S Q 及 Gilbert G D 等人在研究光波在海洋中的传播特性发现海水对 0.47～0.58μm 波段内的蓝绿光的衰减，比对其他光波段的衰减要得多[5~6]（如图 2.3、2.4 所示），证实在海洋中亦存在一个类似与大气中存在的明窗口。

（如图 2.3、2.4 所示），证实在海洋中亦存在一个类似与大气中存在的透明窗口。图2.3 无线电波、红外、可见光、紫外和 图2.4 水中光波传输衰减曲线X射线在海水中的衰减曲线考虑一个窄的准直光束（如平行光线），如果光子被吸收或者被散射到光束以外，则光被衰减或从光束中消失。单色光束的辐照度或照度 E 可用简单的指数
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：P733.33

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本文编号：2623612