內河水霧特徵分析及海事監管視頻增強復原機理研究

項目摘要

在近海和內河航道中建立全天候監視系統是實現海事監管、保障水上交通安全的重要手段。然而，雨霧、大浪和夜晚等均會影響監視效果。因為干擾機理不同，針對這些問題的研究方法也不完全相同，本項目重點研究水霧環境下海事監管模糊視頻圖像清晰化處理方法。主要研究內容有：內河水霧的結構特徵分析及海事監管相關重要目標在該環境下特徵的提取和識別，探索雷達、可見光等信號在雨霧中的退化規律；研究融合多感測器信息、結合擴散和大氣退化模型的新型復原增強模型，並通過分析環境氣象因素與模型中參數的關係，最佳化模型中參數；研究基於超解析度重建技術、結合海事監管中場景、對象、氣象環境等先驗知識的視頻增強復原模型。本項目旨在揭示重要水上目標在不同類型水霧環境下對不同感測器的衰減規律，尋找海事監管特定場景下退化視頻圖像的增強復原方法，為開發具有良好視覺特性和實時性的全天候海事監視產品奠定理論和技術基礎。

結題摘要

水上CCTV系統作為VTS的有效輔助手段，對於實施水上船舶交通動態監管，減少水上交通事故，防止船舶污染等起重要作用。然而，雨、霧、霾、風浪等惡劣天氣嚴重影響了視頻監視的效果，夜晚等光照不足情況也會造成視程上的障礙，影響全天候海事監管的目標。本項目重點研究水霧環境下海事監管視頻圖像清晰化處理方法，同時探索水霧的形成和對視覺影響模型，研究海事監管特殊場景下水霧對視頻圖像的影響機理和剔除方法。項目重要研究內容如下 ① 研究水霧的基本特徵和不同感測器的退化特性研究內河及近海水面的水霧成分結構和幾何結構特徵；研究水霧環境下船舶、人等目標的靜態及運動狀態下的幾何結構、頻域等特徵，尋找船舶、人等目標圖像信號在不同類型水霧環境下對不同感測器的衰減規律。 ② 研究基於海事監管特殊環境下水上目標複合特徵向量的提取方法研究可見光、雷達、紅外等信號在不同類型的水霧環境下，特徵級融合方法。不同的感測器信號在不同類型的水霧環境下對不同的目標有不同的退化特性，其衰減的程度和範圍不同，因而可採用信息融合的方法，研究構造綜合多感測器信息、最大限度地保留其有效成分的複合特徵向量；研究基於此特徵向量和最新分類技術的目標辨識方法。 ③ 研究基於海事監管特殊環境下的視頻圖像增強復原模型對單幀圖像研究基於可見光、雷達、紅外等信號複合特徵向量、結合擴散模型和大氣退化模型的新型復原增強模型；對連續視頻圖像，研究監控視頻中連續多幀圖像序列間的互補信息與海事監管中場景固定的先驗背景信息、氣象感測器採集信息和監管雷達掃描物體信息的有效融合。在此基礎上，研究基於超解析度重建技術的海事監控視頻圖像對比度增強和恢復模型。研究環境氣象因素與模型參數的關係。由於霧的形成與環境溫濕度、風向、大氣壓力等均有關係，因此，可通過尋找模型中參數與氣象因素的關聯來最佳化模型。項目已按計畫全面完成了預定的研究內容。在此期間，獲得湖北省科技進步一等獎：“長江航道通航能力建設關鍵技術研究與套用”（與長江航道局合作，校內排名第1）；申請國家發明2項；構建了試驗平台和特徵庫，提出了多種增強復原模型，發表學術論文21篇以上，被SCI收錄4篇，EI收錄15篇以上；參編科學出版社《交通系統的信息融合研究》專著，撰寫第四章“交通視覺增強的信息融合”；本項目在研期間參加國際學術會議10餘人次，其中國外1人次。項目培養碩博研究生10餘人，其中博士2人

內河水霧特徵分析及海事監管視頻增強復原機理研究

基本介紹

項目摘要

結題摘要

熱門詞條