·778· 北京科技大学学报 第33卷 变换方法如下式所示： 1图像预处理 rlog f(x,y）],0≤f(x,y）<n 光在海水中衰减很快，距摄像机较远的区域成 g(x,y）= )].2(1) 像较暗，细节较低，需通过亮度调整来提高低亮度区 集矿机在深海底采矿过程中会扬起海底沉积 细节.图1为分别采用直方图均衡化、分段线性变 物，形成海底“羽状流”.在图像中表现为白点和黑 换和对数一指数变换对海底同一幅图像进行处理的 点，形成椒盐噪声，干扰障碍物和地形的识别与检 情况.直方图均衡化可以使图像像素在整个灰度区 测.分别采用低通滤波、均值滤波和中值滤波，处理 域均匀分布，提高图像对比和量化间隔，但降低了量 结果见图2.通过低通滤波、均值滤波，不仅不能完 化级数和图像细节.分段线性变换可以提高低亮度 全消除图像中的椒盐噪声，且图像的边界被弱化，造 区细节，但同时会降低高亮度区细节，即如图1(a) 成边界模糊.而中值滤波滤不但消除了噪声，同时 所示的左上部低亮度区和图像中下部高亮度区.其 保护了地形边界，如图2(d)所示. 图1深海底图像亮度调整.(a)深海底图像：(b)分段线性变换：()直方图均衡化：(d)对数一指数变换 Fig.1 Brightness adjustment of a deep-seabed image:(a)deep-seabed image:(b)piecewise linear transformation:(c)histogram equalization: (d)log-exponential transform a 图2深海底图像噪声滤除.(a)深海底图像：(b)低通滤波：(c)均值滤波：(d)中值滤波 Fig.2 Noise filtering of a deep-seabed image:(a)deep-seabed image:(b)low-pass filter:(c)mean filter:(d)median filter 对比图2(b)、(c)和(d)各图可以发现，低通滤 2边缘检测 波的去噪效果不如均值滤波和中值滤波明显。将边 界区域放大后，如图3所示，在保护边界方面，中值 深海底环境复杂多变，集矿机行走底质表面布 滤波要优于均值滤波. 满大小不一、形状各异的裂缝或碎石，为提高图像的北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 1 图像预处理 光在海水中衰减很快，距摄像机较远的区域成 像较暗，细节较低，需通过亮度调整来提高低亮度区 细节． 图 1 为分别采用直方图均衡化、分段线性变 换和对数--指数变换对海底同一幅图像进行处理的 情况． 直方图均衡化可以使图像像素在整个灰度区 域均匀分布，提高图像对比和量化间隔，但降低了量 化级数和图像细节． 分段线性变换可以提高低亮度 区细节，但同时会降低高亮度区细节，即如图 1( a) 所示的左上部低亮度区和图像中下部高亮度区． 其 变换方法如下式所示: g( x，y) = log［f( x，y) ］， 0≤f( x，y) ＜ n {exp［f( x，y) ］， n≤f( x，y) ≤255 ( 1) 集矿机在深海底采矿过程中会扬起海底沉积 物，形成海底“羽状流”． 在图像中表现为白点和黑 点，形成椒盐噪声，干扰障碍物和地形的识别与检 测． 分别采用低通滤波、均值滤波和中值滤波，处理 结果见图 2． 通过低通滤波、均值滤波，不仅不能完 全消除图像中的椒盐噪声，且图像的边界被弱化，造 成边界模糊． 而中值滤波滤不但消除了噪声，同时 保护了地形边界，如图 2( d) 所示． 图 1 深海底图像亮度调整． ( a) 深海底图像; ( b) 分段线性变换; ( c) 直方图均衡化; ( d) 对数--指数变换 Fig． 1 Brightness adjustment of a deep-seabed image: ( a) deep-seabed image; ( b) piecewise linear transformation; ( c) histogram equalization; ( d) log-exponential transform 图 2 深海底图像噪声滤除． ( a) 深海底图像; ( b) 低通滤波; ( c) 均值滤波; ( d) 中值滤波 Fig． 2 Noise filtering of a deep-seabed image: ( a) deep-seabed image; ( b) low-pass filter; ( c) mean filter; ( d) median filter 对比图 2( b) 、( c) 和( d) 各图可以发现，低通滤 波的去噪效果不如均值滤波和中值滤波明显． 将边 界区域放大后，如图 3 所示，在保护边界方面，中值 滤波要优于均值滤波． 2 边缘检测 深海底环境复杂多变，集矿机行走底质表面布 满大小不一、形状各异的裂缝或碎石，为提高图像的 ·778·