激光雷达距离像去噪和边缘检测算法研究

论文摘要

成像激光雷达是激光技术与雷达技术相结合而产生的新型雷达。成像激光雷达自动目标识别就是对成像激光雷达所获取的原始图像进行图像预处理、图像分割、特征提取和模式分类等处理,最终实现对目标的自动识别。图像分割是图像处理和分析的关键步骤,对后续高层次的特征描述、匹配和识别等有着重大的影响。本论文主要内容有:1、分析了成像激光雷达图像自动目标识别的研究背景与意义,研究了成像激光雷达成像机理、成像激光雷达距离选通、噪声抑制、图像分割的国内外研究现状和技术途径。2、在分析典型成像激光雷达系统的基础上,将用于抑制后向散射的距离选通技术应用到了三维成像激光雷达上,并采用二值化算法合成距离三维像。3、提出了一种基于Contourlet变换的成像激光雷达自适应阈值去噪方法。实验表明,该算法效果较好,能有效地抑制距离反常噪声,较好地保护激光图像中目标的边缘细节。4、通过对激光雷达图像的成像特性分析,提出了一种基于改进拉普拉斯金字塔( LP )塔形分解的多尺度融合的边缘提取算法,该算法能有效地检测边缘。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 成像激光雷达距离选通技术
• 1.2.2 成像激光雷达距离像噪声抑制
• 1.2.3 成像激光雷达距离像边缘检测
• 1.3 本文主要工作与内容安排
• 第二章 距离选通成像激光探测技术
• 2.1 距离选通成像激光雷达工作原理
• 2.1.1 同步控制技术
• 2.1.2 同步扫描技术
• 2.1.3 距离选通技术
• 2.2 距离选通成像激光雷达三维图像合成
• 2.3 本章小结
• 第三章 成像激光雷达距离像噪声抑制
• 3.1 引言
• 3.2 成像激光雷达机理及噪声
• 3.3 经典图像去噪算法研究
• 3.3.1 空域噪声抑制
• 3.3.2 频域噪声抑制
• 3.4 基于Contourlet 变换的自适应图像噪声抑制算法
• 3.4.1 Contourlet 变换
• 3.4.2 基于Contourlet 变换的自适应图像去噪算法
• 3.4.3 基于Contourlet 变换的自适应图像去噪的步骤
• 3.4.4 实验结果与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 成像激光雷达距离像边缘检测
• 4.1 引言
• 4.2 图像边缘与经典检测算子
• 4.2.1 图像边缘及其特点
• 4.2.2 经典边缘检测算子
• 4.3 基于改进拉普拉斯金字塔分解的多尺度边缘检测
• 4.3.1 改进的拉普拉斯金字塔分解
• 4.3.2 对多尺度分解得到的边缘点特性的分析
• 4.3.3 零交叉点的检测
• 4.3.4 边缘点的检测
• 4.3.5 多尺度边缘融合方法
• 4.3.6 边缘检测算法步骤
• 4.3.7 实验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结展望
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 进一步研究工作
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果