论文水下光电成像技术简介
光电信息科学与工程在海洋开发中的应用
光电信息科学与工程在海洋开发中的应用近年来，随着科学技术的不断进步和社会经济的快速发展，人们对于海洋资源的开发利用越来越重视。
而光电信息科学与工程作为一门新兴的科学领域，因其在海洋开发中的广泛应用而愈发受到人们的关注。
本文将就光电信息科学与工程在海洋开发中的应用进行探讨。
一、海洋资源勘探与开发1.水下光学成像技术水下光学成像技术是一项重要的海洋资源勘探技术。
通过利用光电信息科学与工程的成果，可实现对海底地形、水下生态等的高清晰度成像，为海洋资源的勘探提供了有效手段。
2.海底光纤通信技术海底光纤通信技术是现代海洋开发中不可或缺的一项技术。
借助光电信息科学与工程，可以实现海底光纤的布线与维护，为海洋资源的开发与利用提供高速、稳定的通信传输方式。
二、海洋生态环境保护1.水下光学监测技术水下光学监测技术是海洋生态环境保护的重要手段之一。
利用光电信息科学与工程的技术手段，可以实时监测水质、水温、海洋生物分布等指标，及时掌握海洋生态环境的变化情况，为海洋资源的保护和可持续利用提供数据支持。
2.海洋生物光学研究海洋生物光学研究是光电信息科学与工程在海洋生态环境保护中的一大应用领域。
通过探究海洋生物的光学特性，可以揭示海洋生态系统的结构与功能，为海洋生态环境的保护与恢复提供科学依据。
三、海洋能源开发利用1.海洋太阳能利用利用光电信息科学与工程的技术手段，可以实现对太阳能的高效利用。
在海洋能源开发中，通过太阳能光伏发电和太阳能热发电等方式，可以实现对海洋能源的利用，进一步促进海洋能源的可持续发展。
2.潮汐能、波浪能利用光电信息科学与工程的技术进展也为潮汐能、波浪能等海洋能源的开发提供了支持。
通过光电传感、光电转换等技术手段，可以实现对潮汐和波浪等能源的捕捉和转换，为海洋能源的开发利用提供技术保障。
综上所述，光电信息科学与工程在海洋开发中展示出巨大的应用潜力。
通过水下光学成像技术的发展，可以实现对海洋资源的高清晰度勘探；海底光纤通信技术的应用，为海洋资源的开发与利用提供高速、稳定的通信传输方式；水下光学监测技术与海洋生物光学研究的发展，有助于海洋生态环境的保护与恢复；利用光电信息科学与工程的技术手段，可以实现海洋能源的开发与利用，进一步促进海洋能源的可持续发展。
水下目标偏振成像探测技术研究
水下目标偏振成像探测技术研究水下目标偏振成像探测技术研究目前，随着科学技术的快速发展，人们对于水下目标的探测与成像技术提出了更高的要求。
传统的成像技术在水下存在着许多限制与挑战，例如水质影响、光线衰减等，导致成像质量较低。
而近年来，水下目标偏振成像探测技术逐渐崭露头角，并在水下探测领域取得了显著的成果。
本文将重点研究水下目标偏振成像探测技术的原理、方法以及应用前景。
水下目标偏振成像探测技术是利用光的偏振特性进行目标探测和成像的一种新兴技术。
光波传播时会受到水介质的吸收、散射以及反射等因素的影响，而波长较长的红外光波在水中的传输损失相对较小，因此我们可以选择合适波长的红外光进行水下目标的探测与成像。
偏振成像探测技术的基本原理是通过采集目标表面反射光的偏振信息，借此获取目标特征并进行成像。
在水下环境中，利用偏振成像技术可以有效地抑制散射光与背景噪声，提高成像质量和目标的对比度。
因此，水下目标偏振成像技术在海洋勘探、水下生态环境监测以及水下遗址考古等领域具有广阔的应用前景。
水下目标偏振成像探测技术的方法主要有两种，分别是直接法和间接法。
直接法是通过直接测量目标表面反射光的偏振状态，然后根据偏振光的传输特性进行成像。
这种方法可以获得较高的成像分辨率和目标对比度，但在实际应用中存在困难，由于水下环境中的大气湍流、光散射等因素，导致目标偏振信息容易受到干扰。
间接法是通过分析目标散射光与背景光的偏振差异来确定目标位置与形态，然后进行成像。
这种方法相对直接法更为稳定可靠，但成像分辨率相对较低。
未来的研究方向主要集中在两个方面：一是完善水下目标偏振成像探测技术的理论基础，探究光波在水中的传播规律和散射特性，以提高成像质量和目标对比度；二是开发更高效、更精确的探测设备与算法，以提升水下目标偏振成像的实际应用能力。
这些研究对于加深我们对水下世界的了解，保护海洋环境，促进水下资源开发与利用等方面具有重要的意义。
综上所述，水下目标偏振成像探测技术是一项具有广阔应用前景的水下探测技术。
水下成像传感器原理及应用
水下成像传感器原理及应用水下成像传感器是一种能够在水下环境中获取图像信息的设备。
由于水下环境的特殊性，水下成像传感器的原理和应用与陆地上的传感器有所不同。
下面将就水下成像传感器的原理及应用进行详细介绍。
一、水下成像传感器原理水下成像传感器的工作原理主要包括光学成像、图像传输和信号处理三个部分。
1. 光学成像光学成像是指将水下物体的光信号转换成电信号的过程。
水下成像传感器通常采用激光、超声波或声纳技术来获取水下物体的信息。
其中，激光成像是最常见的水下成像技术之一。
激光束在水中传播时会受到散射和吸收的影响，因此激光成像系统需要通过波束形成、多普勒调制等技术来提高成像质量。
2. 图像传输图像传输是将光学成像获得的数据传输到地面或其他设备进行处理和显示的过程。
由于水下传输介质的特殊性，水下成像传感器通常采用无线传输或光纤传输技术。
其中，无线传输技术包括声纳、蓝牙和Wi-Fi等，而光纤传输技术则采用光纤传输信号。
3. 信号处理信号处理是对图像进行增强和重建的过程。
由于水下成像受到水下环境的影响，图像质量通常较差，因此需要进行信号处理以提高图像的清晰度和对比度。
信号处理的方法包括滤波、降噪、增强和重建等。
另外，还可以借助计算机视觉算法来提取和分析图像上的信息。
二、水下成像传感器应用水下成像传感器在海洋勘探、水下探测和水下机器人等领域具有广泛的应用。
1. 海洋勘探海洋勘探是水下成像传感器最常见的应用领域之一。
水下成像传感器可通过激光或声纳等技术获取海底地形图像，帮助海洋勘探人员进行海底勘测、沉船探测以及地理地质研究等工作。
水下成像传感器还可以用于监测海洋底层水体的温度、盐度和酸碱度等参数，为科学家研究海洋环境提供数据支持。
2. 水下探测水下探测主要应用于水下管道、水下遗址和水下设备等区域。
通过激光和声纳等技术，水下成像传感器可以实时监测水下管道的泄露情况、水下遗址的位置和形态，以及水下设备的状态和损坏情况。
这为水下维修和救援提供了重要的参考依据，并减少了人工操作的风险。
水下光电成像技术与装备研究进展(下)
Ｒｅ ｉｗ ｆ ｄ ｒ ｔｒＯｐ ｏｅｅ ｔｉａ ｍａ ｉ ｇＴ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｕ ｐ ｎ （Ｉ ｖｅ ｏ Ｕｎ ｅ ｗａ ｅ ｔ —ｌｃｒｃ ｌ Ｉ ｇｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄＥｑ ｉｍｅ ｔ Ｉ）
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Ｋｅ ｗｏｒ ｙ ｄｓ： ｕｎ ｅ ａｅ ｉ ｇ ｎ ｄ ｒ ｔ ｒ ｍａ ｉ ｇ， ｌ ｓ ｒ ｃ ｎ ｎｇ， ｐｏ ａ ｉ ｅ ｉ ｇ ｎ ｗ ａ ｅ ｓ ａ ｎｉ ｌｒｚ ｄ ｍａ ｉ ｇ， ｓｒ ｃｕｒ ｄ ｉ ｈ ｉ ｇｉ ｔｕ ｔ ｅ ｌｇ ｔ ｍａ ｎｇ， ｏ ｔｃ ｌａ ｏ ｔｃｈ ｂ ｉ ｍａ ｎｇ， ｕｎ ｅ ｗａ ｅ ｇ ｏｃ ｓ ｉ ｇ ｐ ｉ ａ — ｃ ｕｓｉ ｙ ｒｄ ｉ ｇｉ ｄ ｒ ｔｒｉ ｍａ ｅｐｒ ｅ ｓｎ
第３卷 第３ ３ 期 ２１年 ３ ０１ 月
红 外 技 术
Ｉ ｒ ｒ ｄ Ｔｅ ｈ ｎｆａ ｅ ｃ ｎｏｌｇｙ ｏ
ＶＯ１３ Ｎ Ｏ３ ．３ ．
Ｍ ａ． ２ ｒ ０１１
＜ 综述 与评 论 ＞
水 下 光 电成 像 技 术 与装 备研 究进 展 （ ） 下
金伟其 ，王 霞，曹峰梅 ，黄有 为，刘 敬 ，李海 兰，徐
和装 置具 有 意义 。
水下成像技术
水下激光成像技术5 水下激光成像技术本文主要介绍了近年发展起来的三种主要的激光水下成像方法，即常规水下激光成像、高分辨率水下激光三维成像和偏振激光成像，分析了它们各自的工作原理、特点以及各自的发展状况。
水下成像技术在水下目标发现、海面材料探测及海洋地理工程中具有广泛而重要的应用价值，正受到各国研究者的日益重视。
与我们平常所见空气中成像技术不同，水介质的特性是强散射效应和快速吸收功率衰减，因此直接将摄像机运用到水中，由于强散射效应，图像的噪声很大，且距离有限。
激光器的运用从某种程度解决了成像的距离问题，在过去的几年中，成像距离和图像质量得到了很大程度的提高，这些进步都是因为采用了非传统成像技术和激光技术。
本文对主要的几种水下成像技术进行了分析，讨论了它们各自的技术原理和发展动态。
5.1工作原理由上所述，与大气成像技术相比，水下成像技术的重点是要减小水这一特定介质所具有的强散射效应和快速吸收功率衰减特性对成像质量的限制。
目前已经有几种成像技术在实际中得到应用且达到较好的工作效果，它们的工作原理和技术特点见表1。
表1 主要水下成像技术的工作原理比较5.1.1常规激光水下成像技术常规水下成像技术包括激光扫描水下成像和距离选通激光水下成像。
其中激光扫描水下成像是利用水的后向散射光强相对中心轴迅速减小的原理。
该技术采用准直光束点扫描和基于光电倍增管的高灵敏度探测器的窄视域跟踪接收。
如图1，在这种系统中，探测器与激光束分开放置，激光发射器使用的是窄光束的连续激光器，同时使用窄视场角的接收器，两个视场间只有很小的重叠部分，从而减小探测器所接收到的散射光。
利用同步扫描技术，逐个像素点探测来重建图像。
因此这种技术主要依靠高灵敏度探测器在窄小的视场内跟踪和接收目标信息，从而大大减小了后向散射光对成像的影响，进而提高了系统信噪比和作用距离。
距离选通成像系统采用一个脉冲激光器，具有选通功能的像增强型CCD成像期间，通过对接收器口径进行选通来减小从目标返回到探测器的激光后向散射。
光学器材在水下探测中的应用？
光学器材在水下探测中的应用？光学器材在水下探测中的应用引言:水下探测是一项重要而复杂的任务，科技的进步为我们提供了强有力的工具，光学器材在水下探测中的应用正成为关注的焦点。
本文将从水下光学传感技术、水下摄影以及海底遗产保护等方面介绍光学器材在水下探测中的重要作用。
一、水下光学传感技术1.激光测距技术激光测距技术利用激光束在水下传播的特性，能准确测量水下目标的距离。
通过测得的距离，可以精准定位水下物体的位置，为水下勘探和探测提供了可靠的基础数据。
2.水下光学通信技术光学通信技术通过光纤传输数据，具有高带宽、低延迟等优点，是一种理想的水下通信手段。
在水下探测任务中，水下光学通信技术不仅能传输图像和声音等信息，还能支持实时数据传输和远程操作，显著提高水下探测的效率和准确性。
二、水下摄影1.水下相机水下相机是专门为水下拍摄而设计的相机设备，其特殊的结构和材料能够承受水深和水压等条件的挑战。
水下相机在水下探测中广泛应用于海洋科学研究、水下考古和水下生物摄影等领域，为科学家们提供了珍贵的数据和精美的影像记录。
2.水下拍摄技巧在水下摄影中，摄影师需要充分了解水下环境的特点，并采取相应的技巧来提高拍摄质量。
例如，使用特殊滤镜来校正水下光线的色彩偏差，选择合适的曝光和对焦方式，以及运用构图和逆光等技巧来创造出令人惊艳的水下画面。
三、海底遗产保护1.潜水器材潜水器材是水下考古学家们必备的工具，其中光学器材起到了至关重要的作用。
通过潜水器材，考古学家们能够下潜到海底，利用水下相机和激光测距仪等光学器材对海底遗产进行详细的勘探和记录，以便进一步研究和保护。
2.三维重建技术三维重建技术是利用光学器材对水下遗址进行非接触式扫描，获取大量的三维数据，并通过计算机处理与分析，重建出遗址的真实形态。
这种技术能够帮助考古学家们更加精确地理解和保护海底遗产，同时也为公众提供了一个立体展示海底文化遗产的途径。
结论：光学器材在水下探测中的应用正在发挥着日益重要的作用。
用于水下考古的高清多光谱成像系统设计
用于水下考古的高清多光谱成像系统设计一、水下考古的高清多光谱成像系统概述随着科技的发展，水下考古学已经成为考古学领域中一个重要且活跃的分支。
水下考古不仅能够揭示古代文明的海洋活动，还能为研究历史提供珍贵的实物证据。
然而，由于水下环境的特殊性，传统的考古方法在水下考古中面临诸多挑战。
高清多光谱成像技术作为一种先进的水下探测技术，能够提供比传统方法更为清晰和详细的图像，对于水下考古具有重要的应用价值。
1.1 高清多光谱成像系统的核心特性高清多光谱成像系统的核心特性在于其能够捕捉到不同波长的光，从而获取到比传统单色成像更为丰富的信息。
这种系统通常包括多个光谱通道，能够同时捕获从可见光到近红外光的广泛光谱范围。
通过分析这些光谱数据，可以揭示出水下物体的材质、年代和环境条件等信息。
1.2 高清水下成像系统的应用场景高清多光谱成像系统在水下考古中的应用场景十分广泛，包括但不限于以下几个方面：- 沉船考古：对沉船遗址进行详细的图像记录，分析船体结构和遗物分布。
- 珊瑚礁生态研究：监测珊瑚礁的健康状况，评估环境变化对珊瑚礁的影响。
- 水下文物保护：对水下文物进行无损检测，评估其保存状态和保护需求。
- 海底地形测绘：绘制海底地形图，为海洋资源开发和环境监测提供基础数据。
二、高清多光谱成像系统的设计与实现高清多光谱成像系统的设计与实现是一个复杂的过程，涉及到光学、电子、计算机科学等多个领域的技术。
以下是该系统设计的关键组成部分和实现步骤。
2.1 光学成像组件光学成像组件是高清多光谱成像系统的核心部分，它包括镜头、滤光片、成像传感器等。
镜头负责聚焦光线，滤光片用于选择特定波长的光，而成像传感器则负责捕捉这些光线并将其转换为电信号。
为了获得高清的图像，需要选择高分辨率的成像传感器，并设计合适的光学系统以减少像差和提高成像质量。
2.2 光谱分离与合成技术多光谱成像系统需要将不同波长的光分离并捕获，这通常通过使用分光器和多个成像传感器来实现。
水的光学特性及其对水下成像分析
水的光学特性及其对水下成像分析水下光学成像技术是当前探索水下奥秘的基本方法之一，在生物学、地质学、港口工程等多个领域内有重要的意义，但由于水本身的性质，其作为介质时的光学性质与空气有所不同，光线在水下传播时水体对光线的吸收和后向散射会造成很大的图像噪声，降低图像质量，加之传输距离有限，一般的成像系统在水中使用时像差会发生变化，色差和畸变明显增大，成像质量差，图像清晰度低，因此有必要对水的光学特性及其对水下光学成像质量的影响进行研究，以为适用于水下环境的特殊成像系统的研制提供理论基础。
一、水的光学特性光在水介质和空气介质中的传输有着较大的差异，介质的密度对光的吸收和散射有着很大的影响，空气的密度小因而对光的吸收和散射也相对较小，水的密度为空气的800多倍，对可见光有着严重的吸收和散射作用。
水对光波的散射和吸收可造成光在水中的衰减，即使是在最纯净的水中，水对光也有着严重的衰减，且是按指数规律迅速衰减，水介质对光的衰减特性通常是使用衰减长度表示。
（一）水对光的选择吸收特性水对光的吸收在不同的光谱区域是不同的，具有明显的选择性。
水对光谱中的紫外和红外部分表现出强烈的吸收，在可见光谱区段，吸收最大的分别是红色、黄色和淡绿光谱区域。
纯净水和清的大洋水在光谱的蓝-绿区域透射比量大，其中波长为462-475nm的蓝光衰减最少。
但在这个蓝-绿窗口，水的吸收也足以使光的强度每米衰减约百分之四。
其它颜色的光被吸收得更多，几米之外几乎完全消失了。
（二）水对光的散射特性如果水下仅存在对光能量的吸收，可以通过加大照明光源功率来提高水下成像距离，但水对光的散射现象随着照明的增强更趋严重，使水下成像更为困难。
水中光散射是指光在水中传播时，受到介质微粒的作用，偏离原来直线传播的方向。
水中散射有两种，即纯水本身产生的散射和由悬浮粒子所引起的散射。
散射方式主要有前向散射和后向散射。
比入射光波长小很多的无吸收粒子的散射遵从瑞利定律，散射粒子的大小接近于入射光的波长时，存在着一个比较复杂的共振状态，称为米氏散射。
水下光学成像技术及应用
2021.16科学技术创新水下光学成像技术及应用孙鹏(上海瑞洋船舶科技有限公司,上海201108)水下成像技术主要应用于水下作业,在水这种介质中传播时光的能量会有较多损耗,同时容易产生光噪声,而且光在水中会发生折射和散射,这样一方面会造成光的能量受损成像质量差,另一方面系统成像距离受损。
在水下成像技术发展的初级阶段,虽然能通过增加光的强度的方法改善成像效果,但光会出现反向噪声的问题。
近年来激光技术得到了广泛研究与发展,激光被应用到水下成像技术,发展出了水下激光成像技术。
采用激光,能改善光的散射效应和吸取功率减退效应,这样一来水下成像质量得到了极大的提高,同时也增加了勘测的距离。
目前水下激光成像系统广泛应用于海洋开发、军事、工程应用方面,比如海上走私船监视、海上军事装备的检修与监控、海底军事目标的搜查以及海底隧道的勘测维修等。
近几年水下成像技术发展迅速,在实用阶段取得了良好的效果,尤其是在系统成像深度及效果方面进步显著,这些进步与激光技术和先进成像技术的发展密不可分。
但是在面对内河水域,尤其是水质浑浊甚至潜水员在水下的能见度为零的时候,常规水下成像技术显得力不从心,在确定水下物品价值、水下物品型号等方面显得捉襟见肘,无法及时完成水下作业的前期考察准备工作。
因此在浑水、含泥沙量大、潜水员在水中能见度为零或近似于零的水域下研发一种浑浊水域水下光学成像设备称为当前亟待解决的技术问题。
1水下成像技术原理及其重要性在自然环境下,高效获取图像信息并对其进行处理和分析较为困难,这是因为在光学成像系统内,其自身的能见度和所得图像的对比度过低,无法得到高质量图像信息。
具体而言,光在水体中存在能量损失和散射,使得有效光线在传输过程中失真,造成成像模糊,无法达到水下勘测目的。
此外,光在水中受水中物质影响会出现光噪声,对目标反射光造成了很大的干扰,这会降低图像的对比度。
因此水下光学成像退化的主要原因就是水会不同程度地吸收不同光波;水中悬浮颗粒造成光的散射;当光穿过水体时,水体中存在多种物质的单位长度对不同光波的光的衰减作用各不相同,这会导致图像的颜色失真。
水下光学探测发展综述
一、水下探测技术发展现状光在水中传播，接收器接收的光信息主要由3 部分组成：从目标反射回来并经水介质光在水中传播，接收器接收的光信息主要由3 部分组成：从目标反射回来并经水介质吸收、散射损耗后的成像光束；光源与目标之间水介质散射的影响图像对比度的后向散射光；目标与接收器之间水介质散射较小角度并直接影响目标细节分辨率的前向散射光。
与大气成像技术相比，水下成像技术的研究重点就是减小水介质所具有的强散射效应和快速吸收功率衰减特性对水下通信、成像、目标探测所造成的影响。
目前主要有几种成像技术在实际中得到应用且达到较好的工作效果，它们的工作原理和技术特点如下所述。
1 同步扫描成像同步扫描技术是扫描光束(连续激光)和接收视线的同步，利用的是水的后向散射光强相对中心轴迅速减小的原理。
该技术采用准直光束点扫描和基于光电倍增管的高灵敏度探测器的窄视域跟踪接收。
如图1，激光扫描装置器使用窄光束的连续激光器, 同时使用窄视场角的接收器, 探测器与激光扫描装置分开放置，这样使得被照明水体和接收器视场的交迭区域尽量减少, 从而让后向散射光尽量少地进入接收器中,再利用同步扫描技术, 逐个像素点探测来重建图像，有效地提高成像的信噪比和作用距离。
美国Westinghouse 公司为美国海军生产的一种机械同步扫描SM2000 型水下激光成像系统, 其成像距离是普通水下摄像机的3 ～5 倍，有效视场可达70°，在30m 作用距离上可分辨25mm量级的图像。
该系统的有效视场大约为距离选通技术的5 倍, 成像质量(即分辨率)也比距离选通好。
图1：2、距离选通技术距离选通技术是利用脉冲激光器和选通摄像机，以时间的先后分开不同距离上的散射光和目标的反射光，使由被观察目标反射回来的辐射脉冲刚好在摄像机选通工作的时间内到达摄像机并成像。
如图2，采用脉冲激光源照明目标，接收端使用距离选通门，在照射的短脉宽激光的光从目标返回前，相机快门一直关闭，信号光抵达时，快门才打开，这样使得接收器几乎同时接收到整个视场内所有景物的反射光。
水下摄像技术的发展与应用
水下摄像技术的发展与应用随着科学技术的不断发展，水下摄像技术逐渐成为摄录领域的一大亮点。
水下摄像技术是一种将摄像机放置于水下，以获取水下景象并记录水下活动的技术。
随着该技术的不断进步，其应用范围和功能也得到了不断拓展和发展。
一、水下摄像技术的发展随着科技的不断发展，水下摄像技术也一直在不断进步。
从最初的铅球潜水摄影器材到如今的数字摄像技术，水下摄像技术在数十年的不断发展中，不断突破和创新，其发展历程可以分为以下几个阶段：1.机械化阶段：这个时期主要采用的是铅球潜水相机，这种相机最大的优点是质量稳定，摄像品质高，但却存在着摄影体积大、深度受限等缺陷。
2.模拟电子阶段：在这一时期，随着模拟摄影技术的发展，水下摄像机逐渐采用了可调的光圈、快门和增益等功能，从而提高了水下摄影的品质。
3.数字化阶段：随着数字化技术的不断发展，数字化水下摄像技术应运而生。
目前，具备高清摄像的水下相机成为了国内外摄像业务的一种核心竞争力。
二、水下摄像技术的应用随着水下摄像技术的不断发展，其应用范围也得到了不断拓展和发展。
在军事、工程、科学、旅游等领域内，水下摄像技术都发挥着重要的作用。
1.军事方面：水下摄像技术可以用于海洋作战，为军方提供更多的海洋情报。
特别是在潜艇、潜水艇上，水下摄像技术的应用也更为广泛。
2.工程方面：水下摄像技术在海岸工程、水下维修、海底管线维护和海洋底质勘探等领域也有重要应用。
例如，水下摄像技术可以用于油田勘察和海底自然气管道的维修和维护等领域。
3.科学方面：水下摄像技术在科学领域内的应用也相当广泛。
例如，水下摄像技术可以用于水下发掘、海洋底层生物学和海洋地球物理学等领域。
4.旅游方面：水下摄像技术还被广泛应用于旅游业。
例如，水下摄像技术可以用于拍摄水下自然风光、珊瑚礁生态环境和海洋生物等领域。
三、水下摄像技术的未来目前，随着计算机处理技术、光电传感技术、控制技术的发展以及高压与水压平衡技术的提高，水下摄像技术正在以前所未有的方式推动着行业的进步。
水下图像数字处理技术及其应用研究
水下图像数字处理技术及其应用研究随着科技的不断发展，水下探测技术在水下资源开发、海底文物保护、海洋生态环境监测等方面都得到了广泛应用。
而其中最重要的一项技术就是水下图像数字处理技术。
在此，我们将从技术原理、应用研究等方面探讨这项技术。
一、技术原理水下图像数字处理技术是一项通过对水下图像信号进行采集、分析和处理来获得准确数据的技术。
它主要涉及到光学成像、信号处理、图像识别和分析等领域。
具体来说，它的原理主要包括：1、相机成像技术：通过望远镜或摄像机将水下物体成像，并将其转换成大量的电信号。
2、信号采集技术：对水下图像进行信号采集，比如摄像机采集每一帧图像并输出为视频信号。
3、信号处理技术：对采集到的信号进行数字处理，提取其中的信息，如去噪、增强、增加对比度等。
4、图像识别和分析技术：对处理过的信号进行分析，将物体从背景中区分出来，并提取有用信息。
二、应用研究水下图像数字处理技术目前已被广泛应用于水下探测、水产养殖、海洋生态环境监测、海底文物保护等领域。
以下是具体的应用案例：1、水下探测：水下探测是水下图像数字处理技术的主要应用领域之一，主要用于发现水下遗产、尸体、沉船和水下文化遗址等。
比如，在埃及红海海域，科学家们利用水下图像数字处理技术发现了许多水下文物遗址，包括古代的水下城市、神庙和古代船只。
2、水产养殖：水下图像数字处理技术也被广泛应用于水产养殖领域。
利用它来监测水下养殖环境、畜群信息和鱼类数量等，可以大幅改善水产生产过程中的生态环境和生产效率，保障了人们日常饮食的需求。
3、海洋生态环境监测：海洋的生态环境对于经济和健康至关重要，而水下图像数字处理技术可以帮助对海洋生态环境进行追踪监测。
例如，它可用于监测珊瑚礁、海洋植被和水生动物的生长情况，以便做出有效的海洋保护措施。
4、海底文物保护：在保护和修复海底文物时，水下图像数字处理技术也发挥了重要作用。
基于它，可以对海底文物进行三维成像和建模，为修复工作提供精确的参考数据和指导。
水下光学成像技术的原理和应用
水下光学成像技术的原理和应用一、水下光学成像技术的原理水下光学成像技术是一种将水下物体成像到地面或船舶上的技术。
其原理主要就是光在水中的传播规律和在水下进行成像的方法。
在水中，光的速度较空气中慢，同时受到的散射和吸收也较大。
这就导致了水下成像难度较大，同时也需要更高的技术水平。
水下光学成像技术的原理主要涉及两个方面：成像原理和光学原理。
1.成像原理水下光学成像的难点在于水是一种甚至超过了深灰的散射媒介。
堆积在水中的杂质和微小的有机物会降低光的穿透深度。
这样导致的结果是暗影和柔和的清晰度，使水下成像难以分辨。
当光从水中穿过时，其折射率的变化就会导致光线的弯曲，使得在水中看到的物体位置和形状发生变化。
为了解决这个问题，水下光学成像技术通常使用的方法是将成像设备放置在一个特制的罩子中，提高光线的穿透深度和成像清晰度。
2.光学原理在水下成像中，由于光线传输受到水的散射和吸收的影响，导致光线的强度和颜色发生变化。
光谱特性发生改变主要是光线在水中吸收的原因，有色物体（如草、藻）的存在会进一步加剧这种吸收现象。
因此，水下成像技术需要更加复杂的设计和处理方法来矫正这些因素，以获得清晰和准确的图像。
二、水下光学成像技术的应用水下光学成像技术广泛应用于水下设备探测、海洋资源勘探等领域。
以下是一些具体应用领域的详细介绍：1.海洋环境监测水下光学成像技术在海洋环境监测中，可以为科学家们收集大量的海洋生物信息。
利用水下成像技术，研究人员可以直接观察海底和海洋生物群落，为科学家们提供有价值的信息。
2.水下设备安装检测水下光学成像技术可以帮助船舶或其他水下设备的安装工作，对水下运动设备的密封性、耐腐蚀性等问题进行检测和监管，确保其长期稳定运行，并缩短维护时间和维修周期。
3.珊瑚礁观测水下光学成像技术可以在水下拍摄珊瑚礁等海洋生物，这些生物组成了海洋生态系统的重要一环。
通过水下成像，可以记录珊瑚礁生物群落的变化和分布，了解海洋生态系统变化的动态过程，保护珊瑚礁的生态环境，减少人为干扰，实现珊瑚礁的可持续发展。
光学成像技术在海洋开发中的应用
光学成像技术在海洋开发中的应用随着海洋经济的不断发展，光学成像技术也越来越受到人们的关注。
光学成像技术是一种利用光学原理来获取图像的技术，其应用范围极为广泛，尤其是在海洋开发中的应用更是不可忽视。
本文将重点探讨光学成像技术在海洋开发中的应用以及未来的发展方向。
一、海洋资源勘探海洋资源勘探是指在海洋中寻找并开发可利用的资源。
光学成像技术可以通过光学传感器获取海洋中物体的图像信息，进而对海洋资源进行勘探。
通过光学成像技术可以获取海底地貌图像，分析海底矿产资源的分布情况，并帮助人们确定资源开采的位置。
此外，光学成像技术还可以对海洋中的生物资源进行勘探。
例如，利用潜水器搭载的光学成像设备可以获取珊瑚、海星等生物在海底的生态环境，帮助科学家研究海洋生态系统，从而更好地保护和利用海洋生物资源。
二、深海勘探深海勘探是指在深海中寻找并开发资源的工作。
深海勘探难度较大，但利用光学成像技术可以解决这一问题。
光学成像技术可以利用光电传感器对深海中的物体进行成像，如对深海火山口、海底峡谷等的分析，即使在光线较弱的环境下，也可以获得较好的成像效果。
另外，在深海的勘探中，光学成像技术还可以用于对深海生物进行观察和研究。
例如，利用各种光学成像设备，在深海中对生物的形态、生理、行为等多方面进行探索，研究深海生物的生命特性，为人类了解深海生态系统提供重要的科学依据。
三、海洋环境监测海洋环境监测是指对海洋环境进行长期、全面、系统的调查、监测和评价。
利用光学成像技术可以通过监测海水的透明度、颜色和浊度等参数，为海洋环境监测提供有效的手段。
光学成像技术还可以用于海洋污染监测。
例如，对于石油泄漏等海洋灾害事件，可以通过无人机、潜水器等载体搭载光学成像设备，对污染程度和范围进行实时监测，及时采取相应的对策，保护海洋生态环境的安全。
四、海底文物保护和考古研究海洋中保存着大量的历史文物，包括沉船、古建筑、文物遗址等。
这些文物的保护和研究对于我们了解人类文化的历史和发展具有重要的意义。
复杂海底环境下数码相机成像技术研究
复杂海底环境下数码相机成像技术研究I. 前言复杂海底环境下，数码相机成像技术的研究一直是海洋科学研究的难点之一。
海洋深处光线暗弱，水流湍急，波浪波动频繁，水下悬浮颗粒物质多等因素都制约着数码相机在海底环境下的成像质量，限制着海洋科学家们深入了解深海中生物、地质和海洋环境的能力。
本文将在此基础上，探究复杂海底环境下数码相机成像技术研究的现状、存在的问题以及未来的发展方向。
II. 现状及问题在海洋深处，水下光线暗弱，给数码相机在此环境下拍摄带来困难。
针对此问题，研究人员目前采用的方法主要为使用白光或者蓝光LED灯泡来提供照明光源，并搭配上红外辐射和激光形成多光源成像技术。
同时，为了保证成像质量，数码相机的设备要求更高，其硬件和软件性能也需要进行完善。
但由于海洋环境的特殊性，反射的可能性较大（如鱼类、水母、水藻等植物），而反射会导致成像出现虚影，影响成像质量。
此外，水体中存在的悬浮颗粒物质会散射光线，扰乱光路，也会降低成像的清晰度和对比度。
同时，深海环境的水流湍急，波浪波动频繁，都会影响数码相机的稳定性和成像效果。
III. 未来的发展方向1. 采用更强的照明光源技术一种解决复杂海底环境下数码相机成像问题的方法是采用更强的照明光源技术，如激光、光纤等技术。
这些光源在海水中传播时，能够减轻波浪对成像的干扰，也不会产生反射现象，提供更为清晰的成像质量。
2. 采用机器学习算法在当前的数码相机中，使用了一些机器学习算法和模型，帮助相机识别出不同光环境下的图像，以便更好的调整曝光、对比度、饱和度等参数，提高成像效果。
未来可以进一步研究深度学习模型，以根据不同的海洋环境与成像条件，提供适宜的成像参数和优化识别算法。
3. 提高数码相机的性能随着科学技术的进步，相机的灵敏度和分辨率也已有了较大的提升，未来可以利用新技术进一步提高相机的性能，如增强像素数量，提高灵敏度和动态范围，以提供更高质量的成像数据。
IV. 结论综上所述，复杂海底环境下数码相机成像技术是一个重要的研究方向，随着技术的进步和不断的摸索，相信在未来我们一定能够采用更为先进的技术、提高相机的性能与成像效果，为海洋科学研究提供更为清晰的图像数据。
水下图像测量技术在测量海洋水质与生态参数中的应用
水下图像测量技术在测量海洋水质与生态参数中的应用随着技术的进步和科学的发展，水下图像测量技术在测量海洋水质与生态参数中的应用正变得越来越重要。
这种技术不仅可以帮助科学家更好地了解海洋生态系统的状况，还可以为环境保护与管理提供重要的数据支持。
本文将介绍水下图像测量技术的原理及其在测量海洋水质与生态参数中的应用。
水下图像测量技术是利用潜水器、无人机、船载等设备携带摄像机，通过采集水下图像进行分析和处理，从而获取海洋水质与生态参数的一种技术。
该技术可以对海洋中的水体颜色、透明度、浊度等水质参数进行测量，也可以拍摄海洋中的生物、植被等生态参数。
通过对这些图像的分析，科学家可以获得海洋生态系统的详细信息。
首先，水下图像测量技术在测量海洋水质方面发挥了重要的作用。
通过获取水下图像，可以直观地了解海洋中水体的颜色、透明度和浊度等参数。
这些参数对于了解水体中的溶解物、浮游生物、悬浮物等有着重要的意义。
例如，通过测量水体的颜色，科学家可以判断是否存在藻类水华。
藻类水华会导致水体氧气供应下降，对海洋生态系统造成严重影响。
通过水下图像测量技术，可以提前发现并及时应对这种情况，保护海洋生态的稳定与健康。
其次，水下图像测量技术在测量海洋生态参数方面也具有重要意义。
通过拍摄海洋中的生物和植被图像，科学家可以对海洋生态系统的多样性、分布以及数量进行研究。
例如，某些海洋植物的分布会受到温度、光照和营养物质等因素的影响。
通过水下图像测量技术，可以观察这些植物的分布情况，进而了解其适应环境的特征和数量变化。
此外，水下图像测量技术还可以用于观察和分析海洋中的生物群落结构和丰富度，从而提供保护海洋生物多样性的科学依据。
除了水质和生态参数的测量，水下图像测量技术还可以用于海洋底质的观测。
通过拍摄底质图像，可以分析海底的地貌特征、沉积物类型以及生物活动等信息。
这对于了解海底地理环境、沉积物分布以及生物生境的特征有重要意义。
这些信息对于海洋资源开发与环境保护都具有指导和决策的作用。
水成像的基本原理及应用
水成像的基本原理及应用概述水成像是一种利用水的光学特性进行影像采集和处理的技术。
它基于水的折射、透射和反射特性，通过光学设备将水中的物体影像捕获下来，并进行后续的处理和应用。
本文将介绍水成像的基本原理以及一些常见的应用场景。
基本原理水成像的基本原理是利用水的折射现象。
当光线从空气射入水中时，由于水的光密度高于空气，光线会发生折射，并改变传播方向和速度。
这种光线的折射现象是水成像的基础。
折射定律根据斯涅尔定律，光线在两种介质中传播时的折射定律可以描述为：\[ \frac{{\sin(\theta_1)}}{{v_1}} = \frac{{\sin(\theta_2)}}{{v_2}} \] 其中，\(\theta_1\)是光线在第一个介质中的入射角，\(\theta_2\)是光线在第二个介质中的折射角，\(v_1\)和\(v_2\)分别是两个介质中的光速。
水中物体的成像当光线通过水面射入水中时，由于水的折射率不同于空气，光线将发生折射，从而改变传播方向。
如果在水中存在物体，光线将被物体散射、吸收或反射。
这些散射、吸收或反射的光线通过水的折射作用，再次离开水面时，我们就可以观察到物体的成像。
影像传感器为了捕获和记录通过水成像产生的影像，一种影像传感器常用于该场景中。
这种传感器能够将光信号转化为电信号，并记录在传感器上。
通常，这种传感器由许多微小的光敏元件组成，每个元件称为像素。
通过测量各个像素元件接收到的光线的强度，可以构建物体的影像。
应用场景水成像技术在许多领域中得到了广泛的应用。
以下列举了其中的一些常见应用场景。
水下探测与监测水成像技术可以用于水下探测和监测，例如海洋生态环境的研究、海底遗迹的勘察等。
通过水下成像设备，可以获取到水下生物、植物、地形等信息，帮助科学家更好地了解海洋环境。
水下机器人水成像技术也可以应用在水下机器人中。
水下机器人配备水下成像设备，可以用于水下作业，例如水下修复、水下考古、海底管道检测等。
海洋技术 交流 一种距离选通水下激光成像系统设计与实验研究
技术交流▏一种距离选通水下激光成像系统设计与实验研究目前使用较多的水下成像方式是水下自然光照射下高灵敏度高帧频数字相机拍摄与录像，这种方式虽然工程应用成熟，但成像距离受水质影响严重，故此种成像方式获得的视频图像大部分对比度、清晰度不够，细节分辨能力较差，不能完全满足水下工程作业实况观测的需求，故研究一种成像距离较远、成像更清晰、细节分辨能力更好的水下成像方式很有意义。
1963年人们在研究水对光波的透射性时发现波段在470～680nm之间的蓝绿激光在水中传输时衰减较其他波段小很多，很适合于水下应用。
随着激光技术的发展，具有高强度、高准直性和高单色性的激光光源被研制出来，于是基于蓝绿激光透射窗口的水下激光成像系统设计与研究慢慢兴起。
加拿大1990年开始了这方面的研究，至2009年共设计了三代产品：LUCIE1、LUCIE2和LUCIE3，其中第三代系列产品可在7.35倍衰减长度距离对竖条纹靶成像分辨。
美国的SPARTA公司在1994年研制的See Ray距离选通成像系统能探测到6.4倍衰减长度的目标。
另外，丹麦、瑞典、新加坡等国在这方面也分别取得了一些突破，成功研制了一些水下激光成像系统。
鉴于国外技术封锁，国内应用需求较少，且研究成本较大，故国内关于水下蓝绿激光成像系统的研究进展缓慢，鲜有工程应用的产品与实例。
本文借鉴国外设计思想，设计了一种距离选通水下激光成像系统，介绍了其工作原理、系统组成及功能模块，分析了其工作流程，最后对其水下成像效果进行了实验研究，实验结果显示此距离选通水下激光成像系统较常规自然光被动成像系统成像距离远很多，能达到约6倍衰减长度，且细节分辨能力较好，对水下工程作业高清晰度实况观测具有很好的参考意义。
一、工作原理水下光电成像探测的两个主要障碍是海水对光线的强烈吸收及严重的后向散射，前者降低系统的探测距离，后者降低图像的对比度进而也降低探测距离。
水下激光成像是一种主动光电成像技术，它利用了海水具有蓝绿光学窗口的特性，采用透过率高的蓝绿激光作为水下照明光源，同时采用距离选通技术抑制后向散射，其成像距离明显提高，显著优于普通水下电视。
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水下光电成像技术简介激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。
结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应用具有意义。
激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。
结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应用具有意义。
我国宽广的海域具有丰富的资源，但由于与周边国家存在一些海域的归属争议，特别是近年来对能源的需求和国际势力的插手，更加剧了我国周边海域出现战事争端和资源争夺的可能。
针对深海资源开发、海洋科研以及水下工程作业、考古和救援的迫切需求，研究适合载人潜水器、遥控潜水器、自治式潜水器、水下滑翔器、水下救援等高分辨力水下目标探测、观察、定位和分析技术成为国内外研究的重要方向。
目前水下成像探测技术主要有声探测和光电探测两种途径。
声探测技术探测距离较远，但成像的空间分辨力较差，难以完全适应高分辨力成像的需要；光电成像探测技术分辨力高，但由于光线在水中快速衰减，在一定深度以下往往需要辅助照明，且由于照明光后向散射的影响，使得人眼直接观察以及传统连续照明电视成像的有效作用距离较短，因此，提高水下光电成像系统的作用距离和细节分辨能力需要采用特殊的光电成像方法。
本文将重点分析国内外水下光电成像技术与系统研究进展，特别是激光扫描成像、偏振成像等几种特殊的水下光电成像技术，希望对国内有关方面的研究具有参考作用。
1 几种水下光电成像技术与系统国外从20世纪70年代开始主被动水下光电成像探测技术的研究，90 年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。
由于光在水下传输的衰减和后向散射是限制水下光电成像系统作用距离的主要因素，在纯净水和清澈的海水中，蓝绿光透射比最大，因此成为当前水下光电成像的主要传输窗口。
水下光电成像技术研究的重点是提升成像的对比度，提高水下观察距离和细节分辨能力。
除了常规连续光照明水下电视系统外，目前其它有效的水下光电成像技术可分为以下六类：时间区分/距离选通光电成像技术、空间区分/激光同步线扫描技术（LLS）、偏振光成像技术、结构光成像技术、调制/解调去除散射光技术和多视角图像构造技术。
1.1 时间分辨/距离选通光电成像技术脉冲激光照明＋选通光电成像结合的激光距离选通光电成像技术是当前最有效的水下光电成像技术之一，国外已成功将其应用于ROV、AUV 平台以及水下救援装备，国内也有相关的实验系统研制[。
随着激光器和选通成像器件技术的发展，系统性能得到不断提高，作用距离达到水下连续照明光电成像系统的3～5 倍以及潜水员在自然光照射下水下观察距离的6～10倍。
有关内容可参见本文上部。
1.2 空间分辨/激光线扫描（LLS）技术激光线扫描水下成像技术是一种利用准直线阵激光与瞬时视场很窄的接收器间同步扫描成像技术，其介于早期的点激光二维扫描以及距离选通成像之间，相对于点激光扫描提高了成像速度，相对于距离以往的LLS技术采用连续（CW）的蓝绿激光器作为光源，其缺点是常受到视场重叠区域或环境散射光引起的散射噪声影响。
为进一步提高作用距离，CW-LLS系统可采用增加光源与探测器间距的方法减少视场重叠范围，但会带来系统体积的增加。
理论模拟表明在浑浊水体中系统成像距离可达6个衰减长度（AL），但实验表明在该距离附近图像已受前向散射引起的对比限制。
为此，可将CW 激光源替换为脉冲激光源，将常规探测器替换为选通型探测器，构成脉冲激光线扫描（PG-LLS）成像系统，模拟仿真表明其成像距离可超过7AL。
港科海洋学研究所（HBOI）开发了一款脉冲激光线扫描成像系统样机，采用光选通成像降低了对激光功率的要求，因此，被认为是目前最优的水下距离增强成像技术之一。
LLS 系统的接收器通常采用光电倍增管或高速成像的条纹管作为成像器件。
电倍增管（PMT）及高重频（357 kHz）、高功率绿光激光器（FWHM 为6～7 ns 的高斯脉冲）。
1988 年美国“罗伯茨”号护卫舰在阿拉伯湾被廉价的水雷几乎击沉后，Kaman 宇航公司研制了“魔灯”水雷探测激光雷达（如图2）。
机载激光雷达使用线扫描蓝绿激光器+选通像增强摄像机的PG-LLS 成像模式，在海面120～460 m以上高度工作，低空飞行时，分辨力和信噪较高；探测深度定为12～61 m 的浅水区。
ALMDS（机载激光探雷系统，如图3）是Kaman公司的“魔灯90”系统的后续型。
该系统被安装在MH-60S 直升机上，用于搜索移动的、水面和接近水面的水雷。
全天候ALMDS 系统能够以60 节的速度利用激光探测舰船龙骨线（大约12.2 m深）以下水域的水雷。
搜集到的信息传送到诺斯罗普·格鲁曼公司的“海岸战场侦察与分析系统”（COBRA）或进入“快速机载扫雷系统”（RAMIC）。
探测水雷激光装在一个8 英尺（2.44 m）的吊舱，挂于MH-60S 直升机的一侧。
激光每秒向水中发射数以百计的脉冲。
吊舱内的照相机以数字格式捕获其反射信息。
美国海军计划在2005 到2011 年间生产57 套ALMDS 设备，2006 年开始交付，总费用为2亿美元。
机载水下成像探雷系统的另一个关键技术是水面杂乱波面对成像波面的扭曲校正技术，这不仅需要实时地获取（海）水面波形，而且需要快速的校正算法。
国内已有一些水下激光扫描成像技术的初步研究，如1996 年华中科技大学实现了激光单点水下扫描成像实验，达到60 m 左右的探测水深。
2009 年我们开始对基于条纹管的水下LLS成像理论进行研究，搭建了线激光＋条纹管的LLS成像系统，正在进行有关波面形状获取以及校正技术的研究。
1.3 偏振成像技术2004年Schechner和Karpel提出通过偏振成像提高自然照明条件下的水下图像能见度[。
研制的Aqua-Polaricam水下偏振成像系统在Nikon D100 SLR数字相机外接上圆起偏器，利用至少两幅通过偏振片并在其不同角度（如水平的或垂直的）下采集的图像，在景物对比度和色彩修正上可获得重大改善如图4为红海26 m 的深水处拍摄及处理结果，原始图像对比度很低，采用处理算法克服了后向散射造成的帷幔效应，使对比度和色彩有了很大提高，显示了原图像未见的细节及更远距离的物体。
Treibitz 和Schechner 2006 年提出采用宽视场偏振光照明，在接收器前放置检偏器并采集两幅偏振态相互垂直的水下偏振成像图像处理方法（如图5），可有效地对后向散射光起到了调制作用[。
图 6 给出了在地中海的四组图像比较，可以看出图像清晰度得到明显的增强。
我们从2005年开始进行水下偏振成像理论和技术的研究，在水下偏振图像处理方面取得初步的进展[。
图7给出在实验室水槽中连续激光照明条件下常规成像与偏振成像处理的图像比较，偏振成像明显减小后向散射光的影响，提高图像对比度；图8 给出在北京动物园海洋馆拍摄的彩色图像及其偏振增强处理图像，图像清晰度和观察距离均有所提高。
偏振成像技术在水下成像领域已展现出良好的发展和应用前景。
其相对激光距离选通成像和线激光扫描成像技术，系统简单，体积小，重量轻，功耗低，适合在自带电源小型平台或机器人、蛙人使用，作用距离约在2～3 AL。
此外，在阳光或连续光谱光源照明下，偏振成像可以获得自然彩色图像，有利于基于人眼视觉的观察和研究工作。
图4 水下偏振成像系统及其图像图5 主动偏振成像系统示意图和实际系统图图8 海洋馆水下彩色图像的增强处理1.4 水下结构光成像1.4.1 距离补偿型结构光成像当使用结构光照明时，一束窄激光束被投射到场景中，且投射方向偏离相机的中心光轴，能部分消除后向散射光成分，有助于通过三角测量法恢复场景的3-D 结构。
Narasimhan 等2005 年提出了两种具有创新性的补充：首先与同步扫描系统不同，结构光成像中的扫描并没有任何主要运动部分，而是由使用数字光处理投影仪的空间光调制器控制；其次当恢复目标亮度时，对水体衰减进行了补偿。
亮度衰减由各目标点的距离决定，距离信息由三角测量法测得；水体衰减系数由一种基于场景原始帧图像的方法测得。
该方法还可测量用于估计水体散射相函数参量。
图9 给出结构光水下成像实例。
1.4.2 合成孔径照明Levoy 等2004 年提出了一种将背景目标与其前景后向散射光分离的方法。
以往几乎所有结构光成像方法均基于来自同一方向的照明，而该方法基于照明光源群，且每个光源均以独特的位置和方向照射场景。
图10 给出实际实验装置及采集图像(AL=8英寸，目标距离为6 AL)。
系统通过不同结构光源的组合照明来获得不同的照明分布图案，每种组合所得一帧图像与泛光灯照明结果类似。
通过分析序列帧图像的后续处理，可估计出后向散射光场分布，并可通过补偿提升像质，改善信噪比。
1.5 调制/解调技术去除散射光激光载波强度调制技术是相干成像探测用于水下作用距离增强的可行方法。
早期的水下相干探测实验通常采用经振幅调制的连续激光来照明目标，然后用PMT 接收后向散射光和目标反射光信号，再通过对调幅信号进行解调制来部分去除散射光噪声，从而可将探测距离延伸到探测器散射噪声限制。
接收器采用子载波相干探测技术可将时域分散的散射光噪声和目标反射光信号分离开来，从而生成目标剖面图像或距离信息。
NA V AIR 公司开发了一款基于机载平台或水下机器人的水下成像系统，采用 3 W 连续激光器，振幅正弦调制至100 MHz，并借助复杂的解调（IQ）技术来重建振幅和相位信息，从而提高成像对比度和作用距离。
该系统还可能在成像/通讯混合方面有所应用。
另一款连续激光调制成像样机采用20 mW的405 nm 单模激光器作为光源，其振幅调制由电流控制，频率可达36.7 MHz，扫描步长由微型压电驱动器控制。
在1.5 m距离目标的实验中能获得亚毫米级距离精度；二级管激光器波长与纯水吸收光谱的最小值匹配，系统可用于清水中的长距离3-D成像。
2007 年借助HBOI 台式LLS 系统，对NA V AIR系统进行了测试，目标距离为7 m （如图11），与CW-LLS相比，调制/解调CW-LLS系统能显著减少后向散射光，提升成像对比度。
仿真实验证明基于调制脉冲的LIDAR- Rradar混合技术可滤除后向散射光和环境光的低频成分，进一步提升LLS 系统的作用距离。