基于张量的水下图像匹配

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于张量的水下图像匹配硕士研究生：卜天一指导教师：严浙平教授学科、专业：控制科学与工程论文主审人：张伟教授哈尔滨工程大学2018年3月2分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于张量的水下图像匹配硕士研究生：卜天一指导教师：严浙平教授学位级别：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年01月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertatio

2、nfortheDegreeofM.EngATensor-BasedAlgorithmforUnderwaterOpticalImageMatchingCandidate:BuTianyiSupervisor:Prof.YanZhepingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandControlEngineeringDateofSubmission:January，2018DateofOralExami

3、nation:March，2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大

4、学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后

5、□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要随着科技的不断发展，人类越来越多地依赖海洋走进海洋，对于深浅海的探索在不断的加深。为了更好的利用海洋资源，针对水下光学图像的匹配本文展开了研究，在传统算法的基础上结合图像的拓扑结构特征并使用张量谱半径的迭代算法更好的实现了水中图像的匹配。对于人类而言视觉图像永远是最直接最直观的信息接收方式，同样在海洋的探索中图像是最能给人们带来直观感受的，但光在水中传播不同于在空气中传播，因此光学图像在水下会存

6、在很多受限制的地方和因素。比如光线在水中存在很强的衰减特性，同时水中的气泡和水中悬浮杂质对光线传播的影响都会对光学成像造成很多障碍。在水下航行器的水下勘测、搜援、特种作业、智能识别、军事任务以及回收中，基于光学图像的识别、匹配和智能分析又是必不可少的，而目前传统的SIFT、SURF等图像匹配算法中强调的是点特征与点特征的匹配，由于是通过点与点之间的特征比较，无法体现出结构的特征。并且水下图像的特征点受影响因素多，尤其在水下航行器的人造光源下很容易造成特征点特征信息的失真，从而大大影响匹配的准确率。故

7、本文研究了针对水下图像的兴趣点提取并使用张量来建立两组图像视觉特征之间的对应关系，以及通过迭代算法求解对称张量的谱半径问题，从而实现一种基于张量的水下图像匹配算法。不同于现有算法中通过特征点所在空间邻域的结构特征建立对应关系，该算法意在组合图像的多种视觉特征，寻求一个最优解实现这些组合中最小的差异化。该差异化函数由匹配图之间的特征的差异构建的张量来定义，通过局部到整体的拓扑结构特征实现匹配。最后通过迭代算法求解张量谱半径得出最优匹配解，从而实现图像的匹配。关键词：水下光学图像；特征匹配；张量；谱半径

8、；拓扑结构特征AbstractInordertomakebetteruseofmarineresourcesandstrengthenmarinedefense,moreandmorenewtechnologieshavebeenappliedtothevastsea.Differentfromtheterrestrialenvironment,thewatersurfaceandtheunderwaterenvironmentanditsspecial,alotof