水下双目图像处理与目标检测

水下双目图像处理与目标检测

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作者: 刘艳著 , 李庆武著 , 马云鹏著

出版社: 河海大学出版社

出版时间: 2021-03

版次: 1

ISBN: 9787563068807

定价: 68.00

装帧: 平装

开本: 16开

页数: 140页

分类: 自然科学

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本书围绕水下光学成像及目标检测的相关问题，针对水下双目摄像机的精确标定、水下双目图像的立体匹配、基于视差图的图像复原、水下目标的分割及测量等问题开展了深入研究，详细介绍了团队近年来在水下双目视觉领域取得的**进展，以及采用的理论和方法，同时给出了这些理论和方法的实际效果。这些研究成果对从事双目视觉技术研究和工程应用具有一定的借鉴意义。本书共分六章：第一章绪论，主要介绍双目视觉技术发展历史、水下双目光学图像处理的主要问题及研究现状；第二章双目视觉技术原理，介绍了双目图像的获取、双目系统的标定及立体匹配方法的一般工作原理；第三章水下双目光学图像的获取与标定，根据水下光学成像环境的特殊性，研制水下双目视觉装置并提出基于重投影误差的参数修正和基于折射轴估计的水下标定及图像校正方法；第四章水下双目图像的立体匹配，根据图像的树结构特征描述提出多特征融合的树结构立体匹配和超像素体视差优化的立体匹配算法；第五章双目视觉下的水下图像复原，根据图像退化模型和图像去雾理论，提出基于视差和颜色约束的水下图像复原算法；第六章水下目标的检测与测量，根据视差图具有目标深度信息的优势，提出一种基于视差图和活动轮廓模型的快速水下光学图像分割方法，并对分割得到的目标进行轮廓拟合实现水下目标尺寸与距离的测量。第一章  绪论
  1.1  研究背景和意义
  1.2  双目视觉技术发展历史
    1.2.1  双目图像获取
    1.2.2  系统标定
    1.2.3  立体匹配
  1.3  水下双目光学图像处理研究现状
    1.3.1  水下图像处理的主要问题和研究现状
    1.3.2  水下双目光学图像处理的研究现状
  参考文献
第二章  双目视觉技术原理
  2.1  双目相机成像模型
  2.2  双目视觉系统的标定
    2.2.1  Tsai两步标定法
    2.2.2  张氏标定法
  2.3  立体匹配
    2.3.1  代价计算
    2.3.2  匹配代价聚合
    2.3.3  深度赋值
    2.3.4  视差传播与结果优化
  2.4  本章小结
  参考文献
第三章  水下双目光学图像的获取与标定
  3.1  水下双目图像的获取
    3.1.1  水下双目图像获取装置
    3.1.2  水下双目图像成像
  3.2  双目视觉系统的标定
    3.2.1  内部参数标定
    3.2.2  基于重投影误差的参数修正
    3.2.3  基于折射轴估计的水下标定
    3.2.4  立体标定与图像校正
  3.3  标定实验结果与分析
    3.3.1  标定结果与分析
    3.3.2  校正结果与分析
  3.4  本章小结
  参考文献
第四章  水下双目图像的立体匹配
  4.1  基于树结构的立体匹配
  4.2  多特征融合代价的视差计算
    4.2.1  代价计算与聚合
    4.2.2  视差计算
  4.3  基于超像素体的视差传播与优化
    4.3.1  基于SLIC勺超像素分割
    4.3.2  视差传播与优化
  4.4  立体匹配实验结果与分析
    4.4.1  参数设置
    4.4.2  视差优化效果分析
    4.4.3  数据集实验结果对比与分析
    4.4.4  水下实验结果对比与分析
  4.5  本章小结
  参考文献
第五章  双目视觉下的水下图像复原
  5.1  水下光学图像退化问题
  5.2  基于暗原色先验的图像去雾
  5.3  基于视差、颜色约束的水下图像复原
    5.3.1  结合视差估计与雾线先验的背景光估计
    5.3.2  基于红通道基准衰减比的透射率估计
  5.4  复原实验结果与分析
    5.4.1  主观评价
    5.4.2  客观评价
  5.5  本章小结
  参考文献
第六章  水下目标的检测与测量
  6.1  基于光学成像的水下目标检测
  6.2  双目视觉中的目标分割
    6.2.1  基于视差的图像预分割
    6.2.2  基于C-V模型的图像分割
  6.3  基于轮廓拟合的水下目标测量
    6.3.1  基于K-d树和引导滤波的三维数据去噪
    6.3.2  目标轮廓拟合
    6.3.3  场景真实坐标转换及距离计算
  6.4  实验结果及分析
    6.4.1  分割实验结果与分析
    6.4.2  目标测量结果与分析
  6.5  本章小结
  参考文献
内容简介:
本书围绕水下光学成像及目标检测的相关问题，针对水下双目摄像机的精确标定、水下双目图像的立体匹配、基于视差图的图像复原、水下目标的分割及测量等问题开展了深入研究，详细介绍了团队近年来在水下双目视觉领域取得的**进展，以及采用的理论和方法，同时给出了这些理论和方法的实际效果。这些研究成果对从事双目视觉技术研究和工程应用具有一定的借鉴意义。本书共分六章：第一章绪论，主要介绍双目视觉技术发展历史、水下双目光学图像处理的主要问题及研究现状；第二章双目视觉技术原理，介绍了双目图像的获取、双目系统的标定及立体匹配方法的一般工作原理；第三章水下双目光学图像的获取与标定，根据水下光学成像环境的特殊性，研制水下双目视觉装置并提出基于重投影误差的参数修正和基于折射轴估计的水下标定及图像校正方法；第四章水下双目图像的立体匹配，根据图像的树结构特征描述提出多特征融合的树结构立体匹配和超像素体视差优化的立体匹配算法；第五章双目视觉下的水下图像复原，根据图像退化模型和图像去雾理论，提出基于视差和颜色约束的水下图像复原算法；第六章水下目标的检测与测量，根据视差图具有目标深度信息的优势，提出一种基于视差图和活动轮廓模型的快速水下光学图像分割方法，并对分割得到的目标进行轮廓拟合实现水下目标尺寸与距离的测量。
目录:
第一章  绪论
  1.1  研究背景和意义
  1.2  双目视觉技术发展历史
    1.2.1  双目图像获取
    1.2.2  系统标定
    1.2.3  立体匹配
  1.3  水下双目光学图像处理研究现状
    1.3.1  水下图像处理的主要问题和研究现状
    1.3.2  水下双目光学图像处理的研究现状
  参考文献
第二章  双目视觉技术原理
  2.1  双目相机成像模型
  2.2  双目视觉系统的标定
    2.2.1  Tsai两步标定法
    2.2.2  张氏标定法
  2.3  立体匹配
    2.3.1  代价计算
    2.3.2  匹配代价聚合
    2.3.3  深度赋值
    2.3.4  视差传播与结果优化
  2.4  本章小结
  参考文献
第三章  水下双目光学图像的获取与标定
  3.1  水下双目图像的获取
    3.1.1  水下双目图像获取装置
    3.1.2  水下双目图像成像
  3.2  双目视觉系统的标定
    3.2.1  内部参数标定
    3.2.2  基于重投影误差的参数修正
    3.2.3  基于折射轴估计的水下标定
    3.2.4  立体标定与图像校正
  3.3  标定实验结果与分析
    3.3.1  标定结果与分析
    3.3.2  校正结果与分析
  3.4  本章小结
  参考文献
第四章  水下双目图像的立体匹配
  4.1  基于树结构的立体匹配
  4.2  多特征融合代价的视差计算
    4.2.1  代价计算与聚合
    4.2.2  视差计算
  4.3  基于超像素体的视差传播与优化
    4.3.1  基于SLIC勺超像素分割
    4.3.2  视差传播与优化
  4.4  立体匹配实验结果与分析
    4.4.1  参数设置
    4.4.2  视差优化效果分析
    4.4.3  数据集实验结果对比与分析
    4.4.4  水下实验结果对比与分析
  4.5  本章小结
  参考文献
第五章  双目视觉下的水下图像复原
  5.1  水下光学图像退化问题
  5.2  基于暗原色先验的图像去雾
  5.3  基于视差、颜色约束的水下图像复原
    5.3.1  结合视差估计与雾线先验的背景光估计
    5.3.2  基于红通道基准衰减比的透射率估计
  5.4  复原实验结果与分析
    5.4.1  主观评价
    5.4.2  客观评价
  5.5  本章小结
  参考文献
第六章  水下目标的检测与测量
  6.1  基于光学成像的水下目标检测
  6.2  双目视觉中的目标分割
    6.2.1  基于视差的图像预分割
    6.2.2  基于C-V模型的图像分割
  6.3  基于轮廓拟合的水下目标测量
    6.3.1  基于K-d树和引导滤波的三维数据去噪
    6.3.2  目标轮廓拟合
    6.3.3  场景真实坐标转换及距离计算
  6.4  实验结果及分析
    6.4.1  分割实验结果与分析
    6.4.2  目标测量结果与分析
  6.5  本章小结
  参考文献

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