基于径向基函数网络的水下目标三维成像研究

摘要

海底探测是海洋资源开发和利用的重要环节,由于海底环境特殊、状况复杂,加大了海底探测和开发的难度,且容易诱发突发事件并难以应对,这将带来严重的灾难和损失。因此,事先对海底环境和状况的全面了解,尤其是能够准确获取和分析水下区域小范围的局部目标的是十分必要的,三维成像处理是这个问题有效解决方法之一。对水下目标进行三维成像处理,就能更清晰的识别水下情况,有利于排险救助探测,基于此本文提出了将径向基函数网络引入到从明暗恢复问题中,实现水下目标的三维形状恢复。
　　 本文的主要工作如下:
　　 首先,论文介绍了目前水下三维成像探测的主要技术手段及发展现状,提出将从明暗形状恢复和径向基函数网络用于水下目标三维成像,以实现水下目标的三维显示,并总结了从明暗形状恢复和径向基函数网络的知识要点。
　　 其次,本文借助MFC单文档和对话框功能,利用本文所介绍的径向基函数网络求解方法设计了水下目标形状恢复系统仿真系统,详细介绍了形状恢复系统各个模块的功能作用,并介绍了OpenGL技术的基本知识。
　　 最后,论文实现了水下目标形状恢复系统,并利用本文设计的水下目标形状恢复系统,对现实水下目标进行形状恢复,并对恢复后的三维图像进行结果分析和比较。
　　 本文所设计的水下目标形状恢复系统能够满足实际应用中的大部分需求,所开发的形状恢复系统具有很强的拓展性。本文所实现的只是水下目标恢复后的形似,形状恢复的精度分析需要做进一步的研究。研究恢复算法,提高水下目标恢复精度是今后的一个研究方向。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要内容和组织结构

第2章 水下目标形状恢复的相关技术

2.1 水下光学二维成像

2.1.1 海水的成分和光学特性

2.1.2 水下光学二维成像

2.2 SFS问题求解

2.2.1 从明暗恢复形状问题介绍

2.2.2 SFS问题的求解方法

2.3 径向基函数网络

2.4 本章小节

第3章 水下目标形状恢复三维成像算法

3.1 变分法求解SFS问题数学描述

3.2 基于RBF网络求解SFS问题

3.3 水下目标形状恢复算法

3.4 本章小节

第4章 水下目标形状恢复系统的设计与实现

4.1 OpenGL技术介绍

4.1.1 OpenGL基本功能

4.1.2 OpenGL函数库与工作流程

4.1.3 OpenGL视图及坐标变换

4.1.4 OpenGL渲染生产线

4.1.5 OpenGL材质与光照

4.2 水下目标形状恢复系统各功能界面设计

4.2.1 主界面

4.2.2 读取图像界面

4.2.3 图像显示界面

4.2.4 形状恢复界面

4.2.5 水下目标三维显示界面

4.3 水下目标形状恢复系统实现

4.3.1 类CMyOpenGL的实现

4.3.2 形状恢复模块的实现

4.3.3 基于RBF的水下目标形状恢复实验与结果分析

4.4 本章小节

第5章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 展望

参考文献

致谢