相干激光成像雷达距离像噪声抑制与边缘检测算法研究

摘要

激光成像雷达能同时成强度像和距离像，强度信息和距离信息构成了目标完整的三维信息，这使得其在目标识别和定位方面具有重要的应用前景。 本文介绍了相干激光雷达距离像的噪声机理及数学形态学理论，这为距离像的仿真和处理算法研究提供了理论依据。文章基于距离像的噪声机理和特点，对含噪距离像进行了模拟仿真；对中值和多级中值滤波方法的噪声抑制性能进行了比较；介绍了基本形态和广义形态滤波器的滤波性能。文章同时将基本数学形态边缘检测算子引入到距离像的边缘检测中，发现其对噪声非常敏感，这很不利于距离像的边缘检测，为此提出了抗噪形态边缘检测算子、广义形态边缘检测算子、抗噪自适应形态边缘检测算子。仿真实验证明：这三种算子的检测效果都令人满意。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题来源和研究的目的意义

1.2国内外研究现状

1.2.1距离像去噪

1.2.2距离像边缘检测

1.3本文主要研究内容

第2章激光雷达距离像噪声机理及形态滤波理论

2.1距离像的噪声机理及统计模型

2.2数学形态学理论

2.2.1二值图像数学形念学

2.2.2多值图像的数学形态学

2.3本章小结

第3章激光雷达距离像仿真及噪声抑制算法研究

3.1距离像的仿真

3.1.1仿真思路

3.1.2距离数据提取及其加噪

3.2激光雷达距离像背景噪声抑制

3.3基于统计排序理论的距离像噪声抑制算法

3.3.1中值滤波

3.3.2多级中值滤波

3.3.3多窗口中值平均滤波

3.3.4对称近邻域均值滤波

3.3.5处理结果比较分析

3.4基于形态学理论的距离像噪声抑制算法

3.4.1形态开闭和闭开滤波器

3.4.2广义的形态开闭和闭开滤波器

3.4.3裁剪形态滤波器

3.4.4全方位中值形态滤波器

3.4.5噪声抑制效果的评判标准及其处理结果分析

3.5本章小结

第4章激光雷达距离像边缘探测算法研究

4.1形态学边缘检测

4.2基于数学形态学的边缘检测算子

4.2.1基本的形态梯度边缘检测算子

4.2.2抗噪型形态梯度边缘检测算子

4.2.3广义形态梯度边缘检测算子

4.2.4自适应边缘形态梯度边缘检测算子

4.3本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢