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基于平行双目视觉的水下环境三维重建方法研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着社会和科技的进步，水下勘探和海底工程的需求越来越大。水下环境的三维重建具有重要的实际应用价值。平行双目视觉技术是一种传统的三维重建方法，它可以通过两个相机获取不同视角下的图像，从而恢复出环境的三维模型。然而，由于水下环境的复杂性，平行双目视觉技术在水下环境中的应用面临着很多挑战和难题，如光线迅速地衰减、水流的干扰、悬浮物质的干扰等。
因此，本研究旨在探索基于平行双目视觉的水下环境三维重建方法，寻找有效的算法和技术手段，以提高水下环境三维重建的质量和效率，为水下工程勘测和管理提供技术支持。
二、研究内容
本研究的主要内容包括以下几个方面：
1.景深控制技术
景深是平行双目视觉技术中一个很重要的参数。由于水下环境中的深度变化剧烈，景深的控制成为了一个关键问题。研究考虑使用不同的景深来改善图像质量，比如利用可控透镜来调节景深。
2.水下图像校正技术
由于水下环境受到水流、悬浮物质等多种因素的干扰，水下相机拍摄的图像往往会出现失真、畸变等问题。本研究考虑使用校正技术来解决这些问题。例如，使用校正算法来改善水下图像的畸变问题，并根据水下环境的条件对算法进行定制化优化。
3.全局一致性优化技术
在获取到一组双目视角下的图像后，需要对其进行配准，来达到后续处理的需要。传统配准方法对于水下环境三维重建来说并不适用，本研究考虑利用全局一致性算法进行配准，使最终结果达到更高的精度和准确性。
4.实现方案及结果分析
本研究将尝试建立基于平行双目视觉的水下环境三维重建实验平台，使用双目相机拍摄水下图像，采取上述技术手段对水下图像进行处理，在得到三维模型结果后进行分析验证。
三、研究意义
本研究的成果具有重要的理论和实际意义：
1.更加完善的三维重建技术
本研究的方法将会结合不同技术手段，来完善平行双目视觉技术在水下环境下的应用。该技术的完善在许多行业，如海洋勘测、海产养殖、海洋环境保护等领域得到广泛应用，并为科学研究提供了良好的技术支持。
2.可持续发展
水下环境为人们提供了一个战略性位置，使得我们能够了解海洋生态系统、物质运输、和海洋污染等问题。如今，我们已意识到保护水下环境的必要性和紧迫性。本研究对于海洋环境的保护实践有重要的意义。
四、研究计划和进度
1.文献调研与综述
学习，总结国内外关于基于平行双目视觉的水下环境三维重建方法的相关研究成果。并结合水下环境的特殊性质，对水下环境三维重建中存在的挑战和问题进行分析，为本研究提供基础。
计划完成时间：一个月
2.基础理论研究
学习视觉算法、数字图像处理、三维重建等基础理论知识，并结合水下环境的实际情况和需求，探索基于平行双目视觉的水下环境三维重建方法和技术手段。
计划完成时间：两个月
3.设计实验系统
建立基于平行双目视觉的水下环境三维重建实验平台，包括两个相机、校正装置、平台等部分。并开展必要的实验准备工作。
计划完成时间：三个月
4.图像校正和景深控制技术研究
针对水下环境图像中出现的失真、畸变等问题，开展图像的校正算法研究。同时，结合水下环境的特殊性质，探索实现不同景深控制技术手段。
计划完成时间：三个月
5.全局一致性优化技术研究
尝试不同全局一致性算法来进行重建模型，从而实现水下环境三维重建模型的优化和准确性控制。
计划完成时间：两个月
6.数据处理分析和实验验证
通过实验平台采集的数据和我们的模型，我们将进行数据处理和分析，应用到海洋资源开发和治理的实际场景中。并进行实验结果的验证和评估。
计划完成时间：一个月
五、参考文献
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[2]Kim,G.,Kim,J.,&Sohn,K.(2013).Post-processingtechniqueforcompensatingdistortioninunderwaterimage.JournalofMarineScienceandTechnology,18(6),697.
[3]Kim,S.-H.,Hong,S.-Y.,Shin,D.-W.,&Heo,J.-H.(2015).Underwaterimagerestorationbasedonenergy-minimizationandperceptualquality.JournalofVisualCommunicationandImageRepresentation,