水下成像

摘要： 为提高光的偏振现象实验的应用性和拓展性,设计了基于水下偏振成像技术的教学实验.以观察光的起偏和检偏现象为目标,搭建水下偏振成像实验平台,基于斯托克斯理论,采集浑浊水体中目标的偏振子图像,计算偏振度,然后通过图像处理软件获取最终清晰成像结果.该实验综合了光的偏振特性相关知识和实际应用方法,实验效果明显,可操作性强,通过实验能够有效加深学生对该知识点的理解.

摘要： 水下图像增强是水下有人/无人设备完成深海探测任务的重要支撑技术。该技术综合应用信号处理、图像处理以及机器学习的相关理论知识以实现对水下图像的灵活增强。在简述了水下图像增强的研究背景、意义及热点问题的基础上,按照不基于成像模型、基于成像模型与基于学习3个方向对水下图像增强技术的发展进行了详细的论述,重点分析了不同方法的原理和技术特点。最后,根据水下图像增强技术的难点与目前面临的主要问题对研究方向和发展趋势进行了归纳和展望。

摘要： 水具有一定的光学特性,这种光学特性对水下的光学成像具有明显的影响。光在空气中传播的方式与在水中不同,水会对光具有一定的吸收作用,并产生光的散射,进而导致光的传播呈现出衰减的情况,影响水下成像的质量。因此,针对水的光学特性及其对水下成像的影响探究,能够提高人们对光的传播的认识,从而应用在生产生活和科学研究中。本文从光学特性进行分析,对光的吸收性和散射性进行了阐述,并针对水下成像的影响进行了讨论,希望为成像系统能够更加科学的应用于水下作业。

摘要： 近年来,我国海洋发展战略逐步兴起,水下成像技术在海洋工程、海洋资源开发及海洋环境保护等领域发挥日益重要的作用。同时,深度学习技术在图像处理领域获得广泛应用。本文在介绍深度学习基本概念的基础上,对其在水下成像技术中的最新应用研究进展进行了系统综述,针对深度学习在水下图像增强技术、水下图像复原技术、水下偏振成像技术、水下关联成像技术、水下光谱成像技术、水下压缩感知成像技术、水下激光成像技术及水下全息成像技术等典型水下成像场景中的应用特点及不足进行了分析对比,并对该技术的未来发展方向进行了展望。

摘要： 水下光学图像处理是水下设备完成深海探测和作业任务的重要依据.在简述了水下光学图像处理的研究背景、意义及其研究热点的基础上,该文从水下图像光照因素改善与颜色校正两个方面,详细综述了水下成像技术和水下图像清晰化算法的研究进展,重点论述了基于成像模型的图像复原方法和图像增强方法两个最为活跃的研究方向的研究现状.根据水下光学图像处理研究热点,分别从考虑光的前向折射,水下成像模型和图像增强算法结合,引入相关领域新型算法和提高图像处理实时性的角度,展望了水下光学图像处理研究的发展趋势.

摘要： 当前水下成像技术在军事、海洋工程作业和水下环境监测等领域的应用日益增加,尤其是在浑浊水域下,当潜水员难以完成水下勘测时水下成像技术的重要性不言而喻。水下成像技术最大的特点是水下无损,由机器完成水下检测和识别,这也成为近年来各国争先开展和研究的项目。本文就水下成像技术的原理、种类、特点及应用进行简单阐述,为以后的水下作业提供一定的参考。

摘要： 当前,桥梁水下构件的外观缺陷检测日益受到重视,成为评价其安全性和耐久性的一项重要内容.为此,系统梳理了国内外桥梁水下构件检测的相关规范及技术规程,回顾了水下结构缺陷检测发展的历史,阐述了目前常用水下结构成像技术的原理、检测设备和检测方法,可为相关研究和工程实践提供参考.

摘要： 针对传统水下激光成像系统分辨率性能指标检测方法存在的不足,提出一种基于信息熵和多峰直方图的分辨率靶板自动检测算法.该算法利用等比例尺缩放法对靶板图像中不同分辨率线对区域进行定位,提取分辨率线对图像,采用基于最大信息熵法对线对图像进行分割,通过差分法统计直方图中波峰的数量,计算靶板中线对数目,检测系统的分辨率.实验结果表明,该算法对光照和噪声具有鲁棒性,能有效地检测出系统的分辨率,提高性能指标检测的稳定性和准确性.

摘要： 当前水下成像技术在军事、海洋工程作业和水下环境监测等领域的应用日益增加,尤其是在浑浊水域下,当潜水员难以完成水下勘测时水下成像技术的重要性不言而喻.水下成像技术最大的特点是水下无损,由机器完成水下检测和识别,这也成为近年来各国争先开展和研究的项目.本文就水下成像技术的原理、种类、特点及应用进行简单阐述,为以后的水下作业提供一定的参考.

摘要： 偏振散射成像通过提取介质和目标的偏振特性来降低散射对光学成像的影响,提升成像品质.近年来,随着光学器件与数据处理性能的不断提升,其具有的高灵敏度、无损性、高速性等优势得以凸显,偏振散射成像理论和技术在材料检测、资源勘探,尤其是在航天遥感中的空间目标信息反演与清晰化成像等领域得到了广泛应用.文章简要总结了固体薄散射介质成像与浑浊水体成像方面的理论进展,对近年来国内外的实验研究作了系统性的综述,着重介绍了其中具有代表性的研究成果,最后从模型优势互补和与深度学习等信息处理技术结合方面展望了偏振散射成像技术未来的发展方向和应用前景.

摘要： 海洋资源的开发利用促进了人类社会的快速发展,海上运输的兴起增强了人与人之间物质的交换、共享.但复杂的海洋环境常常会给频繁的海上作业带来难以预知的危险及严重的海难事故,海上应急救援工作的开展旨在降低因自然的或人为的因素而导致的突发性事故的危害.多源弱小目标探测系统采用多维传感器对弱小目标不同特征的实时、快速、无接触获取手段,有效提高海上应急救援的效率.该系统包括微波雷达、红外系统、激光雷达、水下成像系统.微波雷达可实现全天时、全天候大范围搜索探测海上弱小目标;红外系统可高效识别非海洋原自身热源,提升应急救援的针对性;激光雷达系统可主动有效呈现弱小目标三维细节特征,便于制定应急救援具体方案;水下成像扩展救援人员对水下目标的观测识别距离,并提供水下影响,降低水下搜救打捞危险.研究多源弱小目标探测系统在海上应急救援中的应用,可以为海上应急救援工作提供救援目标的多频谱、多光谱、水上水下多位一体的信息,进行多源数据融合,有效提升救援效率,降低海难事故损失.

摘要： 水下光电成像探测是声纳技术的一种有效补充。然而水下激光成像的后向散射效应严重影响了水下光电成像探测的分辨能力与探测距离。基于激光水下传输的布里渊散射理论，分析了蓝绿激光及其布里渊散射水下传输特性，研究了布里渊散射频移检出技术，提出了以布里渊散射频移的空间分布替代场景反射光强度的空间分布进行水下成像探测，高效抑制水下激光成像探测后向散射噪声，显著提高水下激光成像探测的作用距离。布里渊散射水下激光成像探测机理的探索将为水下目标光电成像探测技术的发展开辟一条新途径。

摘要： 根据成像系统光学传递函数的相乘率,用刻有不同空间频率光栅的目标板,研究了在有水体和无水体情况下,光栅图像的传输情况.然后运用mathcad2001软件对采集到的光栅图像进行分析和计算,获得海水的光学传递函数.通过人为地改变水体长度、水中悬浮物质浓度和水体含盐量等,定性地研究了影响海水光学传递函数的因素。该测量方法在激光水下成像、水下目标探测以及对潜激光通信都将具有重要的推广应用价值.

摘要： 本文通过介绍偏振激光的Stokes矢量表示法、偏振度、解偏度的概念来说明偏振激光的应用,如水下成像技术以及医学上的诊断应用.

摘要： 水下光电成像技术广泛应用在海洋资源探测和勘探、潜艇、水雷探测和海洋防御等民用和军用领域，距离选通成像方式是其中可有效提高系统作用距离和成像质量的主要方法.论文介绍了所研制的水下激光距离选通成像系统结构组成及其参数，并对水下距离选通成像实验及其结果进行了分析，重点说明了数字图像处理对于提高作用距离的作用。论文研究对于进一步开展水下距离选通成像技术研究和装备研制具有意义.

摘要： 水下光电成像技术广泛应用在海洋资源探测和勘探、潜艇、水雷探测和海洋防御等民用和军用领域，距离选通成像方式是其中可有效提高系统作用距离和成像质量的主要方法.论文介绍了所研制的水下激光距离选通成像系统结构组成及其参数，并对水下距离选通成像实验及其结果进行了分析，重点说明了数字图像处理对于提高作用距离的作用。论文研究对于进一步开展水下距离选通成像技术研究和装备研制具有意义.

摘要： 水下光电成像技术广泛应用在海洋资源探测和勘探、潜艇、水雷探测和海洋防御等民用和军用领域，距离选通成像方式是其中可有效提高系统作用距离和成像质量的主要方法.论文介绍了所研制的水下激光距离选通成像系统结构组成及其参数，并对水下距离选通成像实验及其结果进行了分析，重点说明了数字图像处理对于提高作用距离的作用。论文研究对于进一步开展水下距离选通成像技术研究和装备研制具有意义.

摘要： 水下光电成像技术广泛应用在海洋资源探测和勘探、潜艇、水雷探测和海洋防御等民用和军用领域，距离选通成像方式是其中可有效提高系统作用距离和成像质量的主要方法.论文介绍了所研制的水下激光距离选通成像系统结构组成及其参数，并对水下距离选通成像实验及其结果进行了分析，重点说明了数字图像处理对于提高作用距离的作用。论文研究对于进一步开展水下距离选通成像技术研究和装备研制具有意义.

摘要： 本发明提供一种水下成像系统、水下成像设备及水下成像方法，水下成像设备包括外壳、水上物体成像装置及水面波纹测量装置，水上物体成像装置和水面波纹测量装置均位于外壳内，外壳上设有光学窗口，水上物体成像装置用于透过光学窗口获取水上物体图像，水面波纹测量装置用于透过光学窗口获取水上物体成像对应的水面波纹的反射光斑的图像，处理器进行水面波纹重建并对水上物体的图像进行校正。本发明中水上物体成像装置和水面波纹测量装置采用同轴共光路结构，使得水上物体成像装置成像光线透过的水面波纹与水面波纹测量装置测量的水面波纹一致，获取的水上物体的图像与重建的水面波纹之间的配准比较容易，从而提升了水上物体图像的校正质量。

摘要： 本发明属于水下光学检测领域，涉及水下成像镜头成像质量参数检测方法及水下专用平行光管。克服利用现有检测方法获得的检测结果可靠性及准确性难以保证的问题。通过在水中产生平行光束，在实际使用水体环境中，直接对水下成像镜头成像质量进行检测，可以得到直接测量值，保证测量结果可靠准确。本发明提供的水下专用平行光管包括密封壳体及位于其内部的光学组件；光学组件包括照明组件以及沿照明组件光束传播方向依次同轴设置的分划板组件以及准直光学系统；准直光学系统用于将入射光束准直，并确保出射后并进入水体的光束为平行光。不止可用于对水下成像仪器进行检测，也可作为光在水下传输机理研究的标准平行光源，是水下光学的基本仪器。

摘要： 本发明提供一种飞行水下成像器装置，其在两个模式即拖拽模式和自由飞行模式中操作。在用于定位水下对象的所述拖拽模式中，成像器装置打开可折叠翼片以当所述翼片产生负向浮力时保持被压低于水面以下。否则，中性浮力特性将所述成像器装置带回到水面。在用于趋近和成像水下对象的所述自由飞行模式中，所述成像器装置闭合所述可折叠翼片并且使用推进器移动到对所述水下对象成像的位置中。

摘要： 本申请提供一种水下云台、水下成像系统及水下机器人，涉及水下成像领域。水下云台包括壳体和安装机构。壳体形成有密封腔，壳体上设有透明壳窗。安装机构设置在密封腔内，用于安装成像设备。密封腔内填充有透明液体，透明液体的折射率与水下云台所处环境中的水的折射率相同或近似。本申请在成像设备所在的密封腔内填充有折射率与水下云台所处环境中的水的折射率相同或近似的透明液体，则光在水中的传播仅产生一次折射，因而减少摄像装置的成像误差，进而能够改善现有水下成像系统因折射率的存在导致成像存在明显的聚焦误差、视场误差及畸变等技术问题。

摘要： 本发明提供一种水下成像系统、水下成像设备及水下成像方法，水下成像设备包括外壳、水上物体成像装置及水面波纹测量装置，水上物体成像装置和水面波纹测量装置均位于外壳内，外壳上设有光学窗口，水上物体成像装置用于透过光学窗口获取水上物体图像，水面波纹测量装置用于透过光学窗口获取水上物体成像对应的水面波纹的反射光斑的图像，处理器进行水面波纹重建并对水上物体的图像进行校正。本发明中水上物体成像装置和水面波纹测量装置采用同轴共光路结构，使得水上物体成像装置成像光线透过的水面波纹与水面波纹测量装置测量的水面波纹一致，获取的水上物体的图像与重建的水面波纹之间的配准比较容易，从而提升了水上物体图像的校正质量。

摘要： 本发明属于水下光学检测领域，涉及水下成像镜头成像质量参数检测方法及水下专用平行光管。克服利用现有检测方法获得的检测结果可靠性及准确性难以保证的问题。通过在水中产生平行光束，在实际使用水体环境中，直接对水下成像镜头成像质量进行检测，可以得到直接测量值，保证测量结果可靠准确。本发明提供的水下专用平行光管包括密封壳体及位于其内部的光学组件；光学组件包括照明组件以及沿照明组件光束传播方向依次同轴设置的分划板组件以及准直光学系统；准直光学系统用于将入射光束准直，并确保出射后并进入水体的光束为平行光。不止可用于对水下成像仪器进行检测，也可作为光在水下传输机理研究的标准平行光源，是水下光学的基本仪器。

摘要： 本发明提供一种飞行水下成像器装置，其在两个模式即拖拽模式和自由飞行模式中操作。在用于定位水下对象的所述拖拽模式中，成像器装置打开可折叠翼片以当所述翼片产生负向浮力时保持被压低于水面以下。否则，中性浮力特性将所述成像器装置带回到水面。在用于趋近和成像水下对象的所述自由飞行模式中，所述成像器装置闭合所述可折叠翼片并且使用推进器移动到对所述水下对象成像的位置中。

摘要： 本申请提供一种水下云台、水下成像系统及水下机器人，涉及水下成像领域。水下云台包括壳体和安装机构。壳体形成有密封腔，壳体上设有透明壳窗。安装机构设置在密封腔内，用于安装成像设备。密封腔内填充有透明液体，透明液体的折射率与水下云台所处环境中的水的折射率相同或近似。本申请在成像设备所在的密封腔内填充有折射率与水下云台所处环境中的水的折射率相同或近似的透明液体，则光在水中的传播仅产生一次折射，因而减少摄像装置的成像误差，进而能够改善现有水下成像系统因折射率的存在导致成像存在明显的聚焦误差、视场误差及畸变等技术问题。

摘要： 本发明提供一种基于复杂水下成像模型的水下图像颜色校正方法。本发明方法，包含以下五个过程：深度图估计、去除后向散射、亮度图估计、带宽衰减系数估计以及图像复原；首先，对采集的水下退化图像进行深度图估计；其次，使用深度图和原始水下图像估计后向散射；然后，对去除后向散射的图像估计亮度图；接着，使用亮度图和深度图估计带宽衰减系数；最后，结合复杂水下成像模型复原水下图像。该发明方法能够有效实现水下图像颜色校正和对比度增强，提升图像视觉效果，可以应用于图像预处理。

摘要： 本发明公开了一种基于水下成像模型和景深的水下图像清晰化方法，首先利用局部shade of Gray算法估计背景光，可有效避免人工光源、白色物体和噪声等影响；然后，通过设置阈值来判断是否将红通道的信息加入到暗通道先验中；利用景深来估计散射率，得到更好的对比度和饱和度颜色；最后，利用背景光与散射系数、衰减系数之间的关系对RGB三通道分开求解透射率，最终得到清晰化图像，本发明方法可弥补目前很多方法假设RGB三通道的透射率相同的缺陷，不仅能有效增强图像的对比度，还能很好地处理三通道透射率估计不准确带来的色偏问题。