面向水下环境的多尺度图像融合和拼接算法研究

发布时间：2025-07-06 23:37

　　图像拼接技术作为计算机视觉图像处理技术的一种,近年来开始应用于海底探测领域。图像拼接就是将多张有重叠部分的图像重新合成并融合起来,整合成一张广角度,大范围的全景图像。本文主要面对水下图像进行图像拼接,水下图像偏色严重,噪声较多,对比度很低,所以水下图像预处理对后续图像配准的准确度有极大影响。根据水下环境特性和成像特点,本文提出了一种多尺度图像融合算法对水下图像进行预处理,同时提出了一种改进SIFT算法对水下图像进行配准和拼接。本文提出的水下图像拼接方法包括水下图像预处理,水下图像配准和水下图像拼接三部分。本文根据水下成像特点进行水下图像预处理,提出了一种多尺度图像融合算法:首先采用改进白平衡算法修补偏色严重的水下图像,双边滤波算法对图像进行噪声去除,再用基于线性插值的CLAHE算法对图像进行对比度增强,得到一幅待融合图像;获取上述预处理图像的标准权重图,得到另一幅待融合图像;最后本文采用双重金字塔算法对两幅待融合图像进行图像融合,得到最终的水下预处理图像。实验验证了本文提出的多尺度图像融合算法面向水下成像特点构建模型,可以很好地修复深水域偏色严重的图像,算法快速有效。针对水下图像配准,本...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 本文章节安排
2 水下图像预处理
    2.1 水下光学图像特点概述
        2.1.1 光在水下传输的物理过程
        2.1.2 水下光学成像的规律和特点
    2.2 水下环境的图像处理
        2.2.1 改进白平衡算法
        2.2.2 图像双边滤波
        2.2.3 基于线性插值的CLAHE算法
    2.3 多尺度金字塔图像融合
        2.3.1 金字塔图像的生成
        2.3.2 多尺度权重图的选取
        2.3.3 双重金字塔图像融合
    2.4 本章小结
3 水下图像配准
    3.1 SIFT特征提取
        3.1.1 图像尺度空间的建立
        3.1.2 阈值自适应的关键点检测和阈值的求取
        3.1.3 关键点定位和消除边缘响应
        3.1.4 Canny算法关键点方向分配
        3.1.5 关键点描述子
    3.2 SIFT关键点匹配
        3.2.1 基于双向Hausdorff距离和BBF算法的关键点粗匹配
        3.2.2 基于RANSAC的关键点精匹配
    3.3 本章小结
4 水下图像拼接
    4.1 图像变换矩阵的计算
    4.2 图像插值
        4.2.1 最近邻插值法
        4.2.2 双线性内插法
        4.2.3 三次内插法
    4.3 图像合成
        4.3.1 图像合成级别
        4.3.2 像素级图像合成方法的种类
    4.4 本章小结
5 实验结果分析
    5.1 水下图像预处理实验
        5.1.1 图像质量定量评价标准
        5.1.2 水下图像预处理实验结果分析
    5.2 水下图像配准和拼接实验结果分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 主要研究工作
    6.2 未来工作展望
参考文献
硕士期间的主要成果



本文编号：4056146