基于机器视觉的VTS系统船舶识别算法的研究.pdf

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1、分类号UDC密级——单位代码!Q15羔基于机器视觉的VTS系统船舶识别算法的研究郑文钰指导教师蒋剑平职称学位授予单位大连海事大学教授申请学位级别工学硕士学科(专业)计算机科学与技术论文完成日期2011年6月答辩日期2011年7月答辩籁链席牢磐一一一ResearchofShipRecognitionAlgorithminVTSBasedonMachineVisionAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityllIllllIIllITItllllIIlY1895570I

2、npartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringZhengWenYu(ComputerScienceandTechnology)ThesisSupervisor：ProfessorJiangJianPingJune2011大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博／硕士学位论文==基王扭墨塑鲎鲍∑!量丕统监缝塑!曼』篡选笪盟塞：。除

3、论文中已经注明引用的内容外，对论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。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：盈之至趣学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印

4、、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在一年解密后适用本授权书。不保密一(请在以上方框内打“√，，)⋯撇：獬魄⋯名：千仰日期：矽r，年7月／日中文摘要摘要随着航运事业的飞速发展，船舶交通管理系统(VesselTrafficServices，wrs)在我国

5、各港口获得了广泛的应用。于此同时，人们在长期研究船舶航行安全保障技术中越来越深刻地认识到船舶间、船岸间相互交换信息及船舶识别的重要性，尽管VTS具有雷达、AIS、VHF等通信监控手段，但是还有很多不足，诸如船舶类型的识别、雷达盲区等问题仍待解决。目前，机器视觉已经被广泛的用在各种对准确度和可靠性要求很高的识别工作中。因此，如果在VTS中使用机器视觉技术实现船舶的识别，将可以解决很多当前的问题。它的优势是其拥有成熟的概念和完整的解决方案，并且具有精度较高，处理时间短的特点。对于船舶识别来说，机器视觉系统与其他

6、监控技术比较，它也有一定的优势。在港口区域，机器视觉系统可以检测和分类船舶，可以帮助提高VTS系统的效率；在雷达盲区，对水上交通进行监控，能提高安全性，主动识别船舶，弥补其他监控手段的不足。本文核心的目标是实现对图像中船舶的识别。我们的主要工作有：在获得视频图像后，首先对图像进行灰度化处理以及图像预处理，其中使用了中值滤波平滑图像的方法，其目的是增强图像的有用信息以及去除图像中的噪声。然后开始定位图像中船舶的位置，并且将船舶区域从图像中分割出来，由于背景相对固定，在去除背景后，就可以将船舶区域突显出来，再对

7、图像进行二值化处理，就能很容易分割出船舶区域。之后是对图像中的船舶进行特征提取，是利用边缘检测技术和数学形态学的腐蚀和膨胀运算实现的。最后对船舶进行识别，本文提出了一个融合了模板匹配技术和神经网络模型的识别算法，先将提取的船舶特征与船舶模型库中各类船舶模型进行匹配，筛选出相似度较高的船舶模型，再利用BP神经网络作最终的识别。关键词：VTS；机器视觉；船舶识别；模板匹配；神经网络英文摘要ABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftheshippingindustry，VesselTra

8、fficServices(VTS)integratedthetechnologybegantoimprovetheirowndevelopment，buttherearemanydeficiencies，suchasshiptypeofidentification，radarblindspotmonitoringandotherissuesstilltoberesolved．Currently，machinevi