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摘要近年来，无人水下航行器被广泛引用于海洋探测。无人水下航行器使用光学传感器，对水下目标进行成像观测。但由于水体对光线有着散射、吸收的作用，水下图像常有对比度不足的缺点。水下图像的处理难题越来越受到人们的关注。 通过使用图像增强技术，可以将原本模糊不清的水下图像处理成清晰的可使用图像。本文首先介绍了图像增强技术，图像质量评价方法，分析了水下图像特点。然后本文重点介绍了直方图均衡化算法，基于该算法编程进行增强水下图片的实验。局部直方图均衡化具有自适应的特性，是对传统的全局直方图均衡化的改进。 实验结果表明：相比传统算法，局部直方图均衡化能进一步提高水下图像质量。 31776
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毕业论文关键词 图像处理 水下图像 直方图均衡化
Title Research of Underwater Image Enhancement Based on Histogram Equalization
Abstract Unmanned Underwater Vehicles(UUV) have been used to survey the ocean floor widely in the last few years.Optical sensors are being introduced in these vehicles to observe underwater target.Because of the absorption and scattering effects of the light in the aquatic environment,underwater image has the weakness of low contranst.At present,more and more researches are focusing on underwater image processing. The original blurred images can be processed into clear images by using the image enhancement technology.In this paper,the methods of image preprocessing and image quality evaluation are described.The feature of the underwater image is analyzed.Then the Histogram Equalization(HE) is introduced,and the experiments of enhancing the underwater images based on the algorithm are presented.The Local Area Histogram Equalization(LAHE) has the feature of adaptive,which is the improvement of the traditional Full-frame Histogram Equalization(FFHE).Experiments show that compared with the traditional algorithm, the LAHE can further improve the underwater image quality.
Keywords Image processing Underwater image Histogram equalization
目次
1绪论1
1.1课题研究背景和意义·1
1.2研究概况和发展现状·1
1.3论文结构和内容安排·2
2图像增强技术4
2.1常用图像的处理方法·4
2.2空间域图像处理·4
2.3频域图像处理6
2.4图像质量评价6
2.5水下图像的特点·8
3直方图均衡化9
3.1直方图·9
3.2直方图均衡化10
3.3全局直方图均衡化10
3.4局部直方图均衡化11
4基于OPENCV的直方图均衡化·13
4.1OPENCV编程13
4.2水下图像进行全局直方图均衡化的实验结果20
4.3水下图像进行局部直方图均衡化的实验结果22
总结27
致谢28
参考文献·29
1 绪论 1.1 课题研究背景和意义 2014 年 3 月 8 日凌晨 MH370 失联。马航失联后，美国海军提供的金枪鱼无人水下航行器（Unmanned Underwater Vehicle，UUV）参加马航搜寻工作，引起了世界范围的高度关注。使用无人水下航行器是目前唯一有效搜寻坠海飞机的方法。我国虽有“蛟龙”号载人深潜器，但要求大型母舰保障支持，无法像金枪鱼等无人水下航行器那样高效率地完成大面积搜索工作[1]。现在无人水下航行器除了军事上用于海洋环境测量，反潜，搜救之外，还广泛应用于商业领域，如考古，海洋矿产开发等。因此，迫切需要发展深海测绘型无人水下航行器，以丰富海底大面积精确搜索的手段。 搜寻过程中，除了声呐监听之外，金枪鱼还能进行精确的水下成像搜索。光学摄像头是无人水下航行器的重要传感器。但水下环境十分复杂，在阳光无法抵达的深海，探照灯也无法使图像有良好的亮度，拍摄到的水下图像往往模糊不清。所以，对水下图像进行有效地增强和复原，反映出较清晰真实的水下信息是深海研究中关键性的课题之一。
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