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基于红外图像的运动船舶检测技术研究
| 论文题名： | 基于红外图像的运动船舶检测技术研究 |
| 关键词： | 运动船舶;红外图像;检测技术;预处理算法 |
| 摘要： | 随着现代科学技术特别是计算机和数字图像处理技术的快速发展，红外热成像技术已成为一项有着广阔前途的高新技术。红外检测系统不仅能够透过烟、尘、雾等障碍来探测目标，实现昼夜连续被动检测，而且可以观察目标细节，进一步识别、精确定位及跟踪目标。因此，红外检测系统在船舶避碰、航行安全和船舶交通管理中发挥着重要作用。本文主要研究基于红外图像的运动船舶检测问题。 在红外图像预处理部分，选用传统的图像预处理算法对图像进行滤波，具体方法包括：灰度变换、直方图均衡化、平滑滤波和频率域滤波。对比各种算法的实验结果，分析得出它们的优缺点。对数拉伸提高了图像亮度，但是降低了对比度，并丢失了一部分目标细节；指数拉伸增强了对比度，但是丢失了大量的船舶目标细节；平滑滤波和巴特沃斯都具有很好的噪声滤除能力，但同时也使图像变的不清晰；同态滤波降低了曝光度，图像变的更清晰，突出了船舶的细节。因此，本文选择同态滤波器对目标船舶图像进行滤波预处理。 在运动船舶检测部分，首先采用背景差分法、帧间差分法和光流场法对图像进行运动检测，分析各种算法仿真结果的优点和不足。在此基础上，讨论了一种改进的光流场运动检测算法，改进的算法具有更高的检测精度。 在红外图像分割部分，首先研究了传统的分割算法，包括：边缘分割法、和阈值分割法，对比这些算法处理后的仿真图，重点分析了基于阈值分割的Otsu分割算法，在此基础上提出了一种改进的Otsu分割算法，并将改进的算法分割结果与传统的Otsu算法进行比较。对比表明，改进型的Otsu分割算法处理结果几乎没有虚假边缘，有更好的分割效果。 在运动船舶跟踪部分，重点探讨了基于Mehra自适应卡尔曼滤波器的运动船舶跟踪算法，分析仿真数据和图表，Mehra自适应卡尔曼滤波算法具有高精准度和低误差的特点。 |
| 作者： | 刘程 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 苏义鑫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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