航海視覺增強系統(tǒng)研究.pdf

1、霧和霾是海上常見天氣現(xiàn)象，霧和霾等惡劣天氣致使海上能見度下降，船舶監(jiān)控設備獲取的視頻流圖像往往發(fā)生嚴重降質，致使船舶駕駛員通過視覺獲取海上航行信息的可靠性下降，因此嚴重影響了船舶在霧天航行的安全性。為了提高船舶在霧天航行的安全性，本文對航海視覺信息增強系統(tǒng)展開了研究。
　　論文主要完成以下工作:
　　(1)提出了海上圖像去霧的改進算法。通過建立海上霧天圖像的退化物理模型，并分析霧天海上圖像退化的原因和單幅圖像去霧的病態(tài)性，該

2、算法針對He提出的暗黑通道估計大氣光的方法進行了改進，采用暗黑通道先驗知識初步估計海上圖像的透射率，利用引導圖像濾波對初步估計的透射率進行細化，并針對海上大面積天空的特點對全局大氣光的估計進行改進，最終根據霧天圖像的退化模型恢復出無霧圖像。
　　(2)提出了視頻流實時去霧的改進算法。該算法主要采用數學中不等式縮放理論估計出每幀有霧圖像的透射率和全局大氣光，然后根據霧天圖像退化的物理模型恢復出每幀無霧圖像。本文根據海上監(jiān)控視頻具有大

3、面積天空和海水，對該實時去霧算法中的均值濾波參數和調節(jié)亮度參數依據航海目標細節(jié)恢復程度和圖像對比度等因素進行估計，從而實現(xiàn)了海上監(jiān)控視頻圖像分辨率640×480下的實時去霧。
　　(3)提出了航海視覺增強系統(tǒng)的架構，并初步實現(xiàn)了船舶航行信息和虛擬航海環(huán)境的虛實融合，并解決了航行信息虛實融合等一系列問題。
　　本文實現(xiàn)了航海視覺增強系統(tǒng)中的視頻流去霧模塊，包括圖像去霧模塊和視頻去霧模塊;針對航海視覺增強系統(tǒng)中的虛擬通道模塊，本