基于頻域的水下圖像復(fù)原研究.pdf

1、21世紀(jì)，隨著對(duì)海洋的深入開(kāi)發(fā)，水下成像技術(shù)在水下目標(biāo)發(fā)現(xiàn)、海洋地理工程及海洋軍事中具有廣泛而重要的應(yīng)用價(jià)值。水下視覺(jué)成為了制約水下作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。但由于水對(duì)光的強(qiáng)吸收和散射特性，使水下圖像無(wú)論在成像距離上還是在質(zhì)量上都嚴(yán)重退化，尤其是散射特性，使水下圖像對(duì)比度急劇下降產(chǎn)生嚴(yán)重模糊。圖像復(fù)原的目的就是對(duì)水下退化圖像進(jìn)行處理，使其盡可能達(dá)到未退化前的理想圖像。目前，圖像復(fù)原的方法有很多種，主要分為兩大類：空間域和頻率域。由于水下退化圖像主

2、要是模糊附加低噪聲引起的，而頻率域?yàn)V波在去除模糊的同時(shí)對(duì)噪聲也有一定的削弱作用，因此，本文采用頻率域方法對(duì)水下圖像進(jìn)行復(fù)原。
　　 本文的算法的選取上以經(jīng)典的Wiener濾波為主，逆濾波為輔。而重點(diǎn)在于對(duì)圖像的退化過(guò)程進(jìn)行深入分析，探討三種退化函數(shù)的獲得方法，主要工作如下：
　　 基于模板假設(shè)的水下圖像復(fù)原。以水下光的點(diǎn)擴(kuò)散現(xiàn)象為基礎(chǔ)，利用模板中的各項(xiàng)的比例系數(shù)來(lái)模擬圖像模糊過(guò)程光的散射，再以模板為退化函數(shù)對(duì)圖像進(jìn)行濾波

3、復(fù)原。
　　 基于離焦模糊的水下圖像復(fù)原。水下退化圖像在形式上與離焦模糊圖像具有相似的特點(diǎn)，就是模糊和對(duì)比度丟失嚴(yán)重。因此，以離焦模糊的圓盤(pán)函數(shù)模型對(duì)水下退化過(guò)程進(jìn)行近似，根據(jù)圖像得出模糊半徑和退化函數(shù)，進(jìn)行濾波復(fù)原。
　　 基于湍流干擾的水下圖像復(fù)原。水和大氣具有相同的湍流特性，因此二者在質(zhì)上是相同的，差別只是在量上。因此以大氣湍流模型對(duì)水下退化過(guò)程進(jìn)行模擬，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方式確定湍流系數(shù)，得到退化函數(shù)進(jìn)行濾波復(fù)原。