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内河船舶事故现场成像系统关键技术的研究

作　者: 邝靖
导　师: 熊木地
学　校: 大连海事大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 多波段成像水上目标成像区域识别分区伪彩色变换图像处理
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 43次
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内容摘要

十一五”以来,我国水上交通事业取得了飞速发展。内河航运业务的日趋繁忙导致了近年来我国内河船舶事故屡有发生。内河船舶事故具有突发性,且往往发生在恶劣天气条件下或者是照度条件不好的时段中。可见度不高使得事故现场的搜救工作难以快速有效地展开。因此,能否对船舶事故现场进行准确清晰成像,很大程度上影响着内河船舶事故现场搜救工作的成败。目前水上目标成像大多采用单一波段成像技术,单一波段成像技术有着自身的局限性,无法满足内河船舶事故现场需要全天候准确清晰成像的要求。多波段成像技术是通过多个不同波段的图像传感器同时对同一目标场景进行成像,结合各个波段成像的特点通过一系列图像算法,最终得到一幅包含更多信息量,更适合人眼观察的图像。它可以克服单一波段成像技术受天气和照度条件影响大的缺点,可以在不同天气和照度条件下准确成像,具有信息量高,抗干扰能力强等优点。因此,多波段成像技术适用于内河船舶事故现场成像。本文在现有图像采集处理技术的基础上,针对项目要求和水上目标成像的特点,基于多波段成像原理,设计并完成了一套专门用于内河船舶事故现场的成像系统。自行设计开发了图像处理平台的硬件,并在该硬件平台上研究和完成了有关的图像处理程序。系统以红外热像仪与低照度CCD摄像机组成图像传感器阵列对同一目标场景进行成像。针对红外热像仪输出灰度图像不适合人眼观察这一缺点,首先对原始图像进行预处理,然后将红外热像仪输出的图像分割为山体、水体和天空三个区域并分别进行伪彩色编码,提升了图像的目标识别率。针对低照度CCD摄像机输出的图像,完成了图像增强算法,减小了薄雾对成像效果的影响。最终,系统通过人工选通输出可以全天候输出一幅清晰的彩色图像,为现场搜救工作和指挥控制中心指挥调度提供帮助。通过在本地水域实验和现场安装测试,证明该系统的技术方案是可行的。系统完成了多波段图像的采集、处理、传输、显示,成像效果可以满足内河船舶事故现场成像的基本要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 研究背景  10
  1.2 内河船舶事故现场成像技术的研究现状  10-15
    1.2.1 内河船舶事故现场单波段成像技术的研究现状  10-13
    1.2.2 多波段成像技术的研究现状  13-15
  1.3 本文研究的主要内容  15-17
第二章多波段彩色成像系统  17-37
  2.1 系统原理  17-18
  2.2 系统组成  18-37
    2.2.1 系统整体框图  18-19
    2.2.2 传感器阵列  19-21
    2.2.3 图像采集与处理平台  21-23
    2.2.4 系统图像处理程序  23-36
    2.2.5 视频的传输与显示  36-37
第三章区域识别与分区伪彩色变换  37-56
  3.1 区域识别的几种方法和效果  37-52
    3.1.1 基于最长直线检测的区域识别  37-42
    3.1.2 基于最长连通域检测的区域识别  42-47
    3.1.3 基于投影法的区域识别  47-52
    3.1.4 小结  52
  3.2 伪彩色编码  52-56
    3.2.1 频域伪彩色增强  53
    3.2.2 强度分层  53-54
    3.2.3 灰度级到彩色变换  54-55
    3.2.4 伪彩色效果  55-56
第四章系统设计  56-62
  4.1 系统硬件设计  56-59
    4.1.1 系统硬件框图  56
    4.1.2 系统硬件平台搭建  56-58
    4.1.3 系统硬件平台实物图与PCB图  58-59
  4.2 系统软件设计  59-62
    4.2.1 系统图像处理流程  60-61
    4.2.2 系统图像处理流程说明  61-62
第五章系统测试及现场效果  62-69
  5.1 调试方案  62-64
  5.2 系统效果  64-69
    5.2.1 实验效果  64-67
    5.2.2 现场效果  67-69
结论  69-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
研究生履历  74

内河船舶事故现场成像系统关键技术的研究

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