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循环步进延时距离选通成像的三维显示研究
作 者: 王明
导 师: 张毅
学 校: 南京理工大学
专 业: 光学工程
关键词: 距离选通 同态滤波 断层插值 弹性匹配 IRC 二维显示 BCB
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 25次
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内容摘要
与传统的二维图像相比,三维图像具有立体感强、信息含量高的优点,是现代图像显示技术的重要研究方向。论文基于循环步进延时距离选通成像装置,获取水下目标不同距离的断层图像,经过选通图像的三维数据预处理,研究适合的三维显示算法。分析了循环步进延时距离选通三维成像装置,重点讨论了距离选通技术和延时同步控制技术,最后通过实验,获得水下目标的距离选通序列图像;距离选通图像具有远景目标细节模糊,近景目标纹理不清晰和亮度不均等成像特点,论文在讨论分段直方图均衡化和同态滤波的基础上,从空域模板,频域小波和算法速率三个角度出发,提出了三种改进的同态滤波算法:二维断层图像之间的插值是三维重建的关键步骤,文中讨论了两种灰度插值算法,重点分析了基于线性弹性网形变模型的匹配方法,创新性的提出了基于弹性匹配的距离选通图像插值算法,最后得到了较高精度的各项同性的体数据;在研究面绘制和体绘制的基础上,分别讨论了MC法(移动立方体法)和RC法(光线投射法),提出了改进的RC法(IRC)。从三维显示系统应用的角度出发,设计了基于BCB的人机交互式任意角度旋转的三维显示界面。实验结果表明:改进的同态滤波算法对图像质量都有一定的改善;IRC法的三维显示效果明显,算法效率高;设计的交互界面,操作简单,实用性强。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-7 1 绪论 7-11 1.1 课题背景 7 1.2 激光水下三维成像技术 7-9 1.2.1 激光水下三维成像技术的发展概况 7-8 1.2.2 激光水下三维成像技术的研究意义 8-9 1.3 本文的主要研究工作 9-11 1.3.1 研究目标 9 1.3.2 本文结构 9-11 2 基于循环步进距离选通的三维成像技术 11-17 2.1 水下激光成像 11 2.2 循环步进延时距离选通 11-14 2.2.1 系统构成原理 11-12 2.2.2 循环步进延时同步控制 12 2.2.3 循环步进延时距离选通成像 12-14 2.2.4 循环步进距离选通系统的成像效果 14 2.3 距离选通成像的三维显示 14-16 2.3.1 距离选通成像的三维显示流程 14-15 2.3.2 距离选通成像三维显示的研究要点 15-16 2.4 本章小结 16-17 3 距离选通图像的预处理算法研究 17-28 3.1 距离选通图象增强算法 17-23 3.1.1 分段直方图均衡化 17-18 3.1.2 同态滤波 18-20 3.1.3 基于Laplace的同态滤波 20-21 3.1.4 基于Wavelet的同态滤波 21-23 3.1.5 基于Butterworth同态滤波算子 23 3.2 实验结果分析 23-24 3.3 距离选通图像目标提取算法 24-27 3.3.1 Otsu法 24-26 3.3.2 掩膜法 26-27 3.4 本章小结 27-28 4 二维断层图像之间的插值算法研究 28-40 4.1 基于灰度的插值方法 28-30 4.1.1 LIM法 28-29 4.1.2 CSIM法 29-30 4.2 断层图像之间的匹配 30-36 4.2.1 二维弹性模型建立及其求解方法 31-33 4.2.2 外力的构造 33-35 4.2.3 迭代弹性匹配过程 35-36 4.3 基于匹配的断层图像插值 36-38 4.4 实验结果分析 38-39 4.5 本章小结 39-40 5 距离选通序列图像的三维显示算法研究 40-52 5.1 三维数据场可视化技术 40-41 5.1.1 体视化技术 40 5.1.2 体数据的定义 40-41 5.1.3 体视化的总体框架 41 5.2 基于面绘制的三维显示 41-43 5.2.1 MC法原理介绍 42 5.2.2 仿真结果 42-43 5.3 基于直接体绘制的三维显示 43-46 5.3.1 RC法原理介绍 43-45 5.3.2 仿真结果 45-46 5.4 改进的RC法三维显示方法 46-48 5.4.1 插空帧光线投射三维显示方法 46-47 5.4.2 实现多视角观察的光线投射三维显示方法 47-48 5.5 仿真结果分析 48-49 5.6 基于BCB的交互式任意旋转角度的三维显示 49-50 5.7 本章小结 50-52 结论 52-54 致谢 54-55 参考文献 55-57
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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