基于压缩感知水下图像处理

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1、基于压缩感知的水下图像处理学位论文完成日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得（注：如没有其他需要特别声明的，本栏可空）或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日-----------------------------------------------------

2、----------------学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下事项：1、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。2、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”用于出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签字：签字日

3、期：年月日签字日期：年月基于压缩感知的水下图像处理摘要海洋逐渐成为人类探索的重要领域，人们进行海洋科研工作主要通过水下成像得到水下目标信息。随着人们对水下信息的需求逐渐增加，水下成像系统的硬件设施承受压力也逐渐增大。近年来由Donoho和Candès提出的压缩感知(CompressedSensing)理论为人们采集信号带来一种新思路。该理论将信号采样压缩于一体，直接得到所需采样值，采样的数据量大大减小，避免了浪费，有助于缓解巨大信息量带来的硬件压力，这为采用少数传感器即可获得高分辨信号提供了新的方向和理论基础。本文主要工作如下：首先介绍了压缩感知理论的应用现状

4、、背景和水下成像的特点。详细介绍压缩感知的基础理论及主要的算法原理,对压缩感知理论的稀疏表示、测量矩阵、重建方法都进行了深入的学习和分析。对五种常用测量矩阵的构造及优点进行详细介绍，给出最小ℓ1范数法、匹配追踪类算法中几种典型算法的具体步骤和性能分析。其次，简要介绍了小波变换的理论基础和小波去噪法。为改善压缩感知在有噪图像中的应用，本文根据小波阈值去噪的思想提出一种改进的方法，对有噪图像基于稀疏基的稀疏系数进行处理，提高有噪图像的稀疏度，经过实验证明该方法明显改善了压缩感知理论对有噪图像的重建效果，极大的缩短了运行时间。最后，介绍了水下成像技术及相关器件的发展

5、，将压缩感知理论应用到水下成像中。对压缩感知理论几种常用的稀疏基、测量矩阵、重建方法在水下图像成像的应用进行研究，在不同采样率下对压缩感知理论方法进行实验仿真。由实验仿真结果可得稀疏变换中的小波变换基，测量矩阵中的局部哈达玛测量矩阵，重建算法中的OMP算法和SP算法，在水下图像处理中的效果较好。关键词：压缩感知；水下图像；小波变换；测量矩阵；重建算法IUnderwaterImageProcessingBasedOnCompressedSensingAbstractTheoceanbecomeimportantareasofhumanexplorationgra

6、dually,andpeoplecarryoutmarinescientificresearchworkmainlythroughunderwaterimagingunderwatertargetinformation.Withtheincreasingdemandsofunderwaterinformation,thepressurewhichunderwaterimagingsystem’shardwarefacilitiesundertakealsoincreases.Inrecentyears,CompressedSensingtheorywhichp

7、roposedbyDonohoandCandèsbringsanewideaforpeoplecollectingsignals.CompressedSensingtheorymakessignalssamplingandcompressioncodinghappenedinthesamestep,thesamplingprocessandthecompressionwerecompletedatthesametime.Theamountsofsampledatawillreducegreatlyandavoidbewasted.Allthosecouldhe

8、lptoalleviatehardwa