仿复眼视觉系统光谱-偏振敏感机制的水下目标检测方法

基本信息
批准号:61501173
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:陈哲
学科分类:
依托单位:河海大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李敏,孙臻,刘忠建,陈晶,王露露
关键词:
复杂光学环境水下成像检测仿生信息处理偏振信息获取
结项摘要

Underwater imaging detection technology is very important for the underwater engineering and operating maintenance, which underlies the tasks as the underwater structures defect detection, high slope piping and turbulence flow protection. The up-to-date methods only have the ability to cater for the static and clear water. However, in the high-turbid and complicated underwater engineering environments it is critical to represent and detect objects, due to the fuzzy, distorted and nondeterministic object information. This nature results in the low object detection accuracy. Inspired by the visual system of the compound eye in mantis shrimps, the spectrum-polarization sensitivity mechanism is imitated to propose a new bionic underwater object detection method. This method is established by combining the bionic spectral-specialized polarization imaging and virtual view information multilevel fusion processing methanisms, it is able to be applied in the high-turbid flowing waters. The advantage of the spectrum-polarization sensitivity in the visual system of the mantis shrimps is transformed and explored. The research specially focuses on the bionic compound eye establishment method to overcome the intrinsic difficulties in underwater object information acquisition and modeling. A novel breakthrough would be made for the critical technology in underwater polarization imaging and detecting, establishing the basement for applications.

在现代水下工程作业和运行维护中,对于水下构筑物缺陷及损毁探测、高边坡管涌及工程病害防护等任务均迫切需要水下成像探测技术的支持。然而目前现有方法仅能部分实现静水流况和清洁水体中的目标检测。而在水工作业和水下探测的高浑浊流动水体条件下,由于水下光学环境的复杂性,目标信息呈模糊、畸变和不确定等特性,使得精确表征并检测目标属性及特征具有很大难度,导致水下目标检测正确率过低。受水下生物螳螂虾复眼视觉系统光谱-偏振敏感机制的启发,针对上述水下复杂光学环境,拟提出仿螳螂虾复眼视觉系统特定光谱段偏振成像与虚拟视像信息融合处理联合的水下目标检测方法;探索并转化复眼系统光谱-偏振敏感性和追踪目标的优势,尤其重点研究适宜水下复杂光学环境下基于仿复眼机制的目标表征建模方法,如何克服难以准确提取和检测目标特征的本质性困难。通过本项研究,拟在水下偏振成像及目标检测等关键理论方法上取得创新性突破,为实际应用打下基础。

项目摘要

水下光学成像检测是构筑物探测、资源开发以及水权益保护等需求中用于发现兴趣目标的一种关键技术手段。目前所采用的多是面向一般光学环境仅依赖光谱、光强信息实现目标检测方法的推广或优化,仅能部分实现少数清洁水体静态光学环境中的目标表征及检测。而在常见高浑浊水体中,面对高衰减、强散射的水下光学环境,加之目标姿态、尺度,光照变化等动态因素的影响,目标的光谱、光强信息常出现模糊、畸变和随机等特性,使得精确表征并检测目标具有较大的技术难度。鉴于此,本项目提出仿复眼视觉系统特定光谱段偏振成像与视觉神经信息处理联合的水下目标检测方法,通过建模分析并转化了螳螂虾复眼视觉系统的光谱-偏振信息获取和“电脉冲”序列特征神经计算在水下目标感知上的优势,实现了一种新颖并能够克服水下复杂光学环境并准确表征水下目标不变性特征并检测的方法,突破复杂水下光学环境中难以可靠、准确地获取目标特征并检测的瓶颈。项目成果研发了水下多通道偏振成像关键技术设备及一系列水下目标检测算法模型,通过实验验证将水下目标检测的准确率提高至80%以上。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

论大数据环境对情报学发展的影响

论大数据环境对情报学发展的影响

DOI:
发表时间:2017
2

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
3

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
4

居住环境多维剥夺的地理识别及类型划分——以郑州主城区为例

居住环境多维剥夺的地理识别及类型划分——以郑州主城区为例

DOI:10.11821/dlyj201810008
发表时间:2018
5

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

DOI:10.11999/JEIT210095
发表时间:2021

陈哲的其他基金

批准号:10776009
批准年份:2007
资助金额:33.00
项目类别:联合基金项目
批准号:11905045
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81702188
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61177075
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:U1533130
批准年份:2015
资助金额:35.00
项目类别:联合基金项目
批准号:71471122
批准年份:2014
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:69787002
批准年份:1997
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81900100
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41372009
批准年份:2013
资助金额:99.00
项目类别:面上项目
批准号:61475066
批准年份:2014
资助金额:84.00
项目类别:面上项目
批准号:51502089
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40502002
批准年份:2005
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60877044
批准年份:2008
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
批准号:81700135
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81503426
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31500757
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51201099
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21801091
批准年份:2018
资助金额:27.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51707161
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21107109
批准年份:2011
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61100034
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11001289
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于偏振特性与仿螳螂虾视觉信息计算的水下目标检测方法

批准号:61671201
批准年份:2016
负责人:王慧斌
学科分类:F0113
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

基于逻辑随机共振理论的水下视觉目标检测方法研究

批准号:61703381
批准年份:2017
负责人:王楠
学科分类:F0304
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

智能水下机器人的水下声视觉目标跟踪方法研究

批准号:51009040
批准年份:2010
负责人:张铁栋
学科分类:E1102
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

仿虾偏振信息计算及水下机器人导航定位方法研究

批准号:61903124
批准年份:2019
负责人:沈洁
学科分类:F0309
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目