基于紋理特征的水下熱液噴口圖像識別算法研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和人口不斷增長，陸地上的各種自然資源已經(jīng)面臨枯竭的境地，而占地球表面積71﹪的海洋蘊(yùn)藏著極為豐富的資源。海底環(huán)境險(xiǎn)要，依靠人類和普通設(shè)備難以滿足海底探測和作業(yè)的需要，于是水下機(jī)器人成為海底資源探測的主要手段，其自動(dòng)目標(biāo)識別亦成為一個(gè)亟待解決的問題。本文來源于國家“863計(jì)劃”——7000米載人潛水器專題“水下熱液噴口圖像識別技術(shù)”研究。主要內(nèi)容是通過水下攝像機(jī)獲得的水下圖像，來研究水下熱液噴口的定位，分割和識別算法。對于

2、提高水下機(jī)器人的智能性，自主水下熱液噴口知識獲取，順利完成水下的勘探和識別任務(wù)有重要意義。本文介紹了課題的背景、研究現(xiàn)狀和目的，通過紋理識別系統(tǒng)和水下圖像的分析提出了基于紋理的水下熱液噴口圖像識別系統(tǒng)，為本文研究工作奠定基礎(chǔ)。本文的研究工作是圍繞紋理特征提取方法以及水下熱液噴口識別方法兩個(gè)核心問題展開。在紋理特征提取方法方面，本文對特征提取的四種方法：統(tǒng)計(jì)法、結(jié)構(gòu)法、模型法和信號處理法進(jìn)行了分析研究，詳細(xì)介紹了直方圖、共生矩陣、Gabo

3、r小波和分形等紋理特征提取方法，并通過對標(biāo)準(zhǔn)紋理圖像庫中圖像的試驗(yàn)，分析其特征提取的魯棒性和計(jì)算復(fù)雜度，為下一步識別工作提供了條件。特征庫在識別工作中至關(guān)重要，通過水下圖像紋理庫特征參數(shù)分析，利用特征評價(jià)準(zhǔn)則，將紋理特征的優(yōu)劣程度量化表示。根據(jù)水下紋理圖像的特點(diǎn)，利用每兩類之間區(qū)分度最大的紋理特征，提出了成對可分紋理識別方法，以增加識別的效率和準(zhǔn)確度。紋理特征優(yōu)劣程度影響著對類別距離的貢獻(xiàn)，在以上研究基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于分歧度的多