[發(fā)明專利]一種海上場(chǎng)景顯著性檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210207271.5
• 申請(qǐng)日: 2012-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN102800086A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)器視覺和圖像處理領(lǐng)域的檢測(cè)技術(shù)，具體涉及一種利用利用圖像處理和機(jī)器視覺技術(shù)的海上場(chǎng)景顯著性檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外大多數(shù)的視覺注意計(jì)算模型直接在圖像的空間域進(jìn)行顯著性檢測(cè)，提取顯著圖。該類方法相對(duì)利用圖像頻譜的思路，無需對(duì)圖像進(jìn)行傅里葉變換或離散余弦變換等正交變換。

基于空間域的顯著性檢測(cè)方法，其核心是如何定義顯著性。目前提出的各類方法主要利用空間域像素間的特征差異度量顯著性，常用特征包括亮度、顏色、方向、紋理等。同時(shí)，很多學(xué)者將信息論、圖論和貝葉斯理論等引入顯著性的計(jì)算中，在自然場(chǎng)景顯著性檢測(cè)中獲得了較好效果。為了解決頻域顯著性檢測(cè)方法顯著圖分辨率不高的問題，Achanta等提出在原圖尺寸上實(shí)現(xiàn)的頻率調(diào)諧顯著性檢測(cè)方法（Frequency?tuned?method,?FrT），定義圖像CIELab顏色空間中的各特征均值與對(duì)其高斯濾波后的差分值為顯著度。該方法簡單易實(shí)現(xiàn)，能提取較完整的顯著目標(biāo)，其內(nèi)部一致性好。

國內(nèi)部分的學(xué)者，對(duì)基于可見光圖像的海上場(chǎng)景中艦船檢測(cè)問題，應(yīng)用視覺注意機(jī)制進(jìn)行了初步的探討。葉聰穎等人提出了基于HIS（Hue,?Saturation,?Intensity）空間的船舶檢測(cè)視覺注意模型，即在HSI顏色空間中，對(duì)三個(gè)分量采用多尺度差分計(jì)算獲得各分量特征圖，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行線性融合獲得顯著圖。吳琦穎等人在海上運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和跟蹤系統(tǒng)中引入視覺注意機(jī)制，提出了一種迭代的基于倒三角小模板的線性低通濾波方法，快速實(shí)現(xiàn)粗分辨率圖像上的平滑去噪，以此凸顯目標(biāo)。吳琦穎等還提出基于可見光圖像序列的海上運(yùn)動(dòng)目標(biāo)快速檢測(cè)方法，利用視覺注意模型首先在靜態(tài)圖像中分割感興趣區(qū)域（ROI,?region?of?interest），進(jìn)而僅在感興趣區(qū)域中應(yīng)用改進(jìn)的時(shí)間差分法檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。

然而，這些提出的方法存在局限性。首先，注意到這些方法均是針對(duì)自然場(chǎng)景或陸上場(chǎng)景中顯著目標(biāo)的檢測(cè)，因此，目標(biāo)多為大目標(biāo)；同時(shí)，由于算法較復(fù)雜，在進(jìn)行顯著性計(jì)算之前往往需對(duì)原始圖像進(jìn)行下采樣。對(duì)大尺寸的顯著目標(biāo)而言，下采樣不會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)信息丟失太多，因此顯著性檢測(cè)結(jié)果較理想。但由于海上場(chǎng)景的特殊性，即海上目標(biāo)多為小目標(biāo)，尤其是點(diǎn)狀目標(biāo)，且分散于海上場(chǎng)景中，因此直接應(yīng)用已有的空間域顯著性檢測(cè)方法，其結(jié)果不理想，尤其是對(duì)小目標(biāo)的檢測(cè)效果欠佳，分析其本質(zhì)原因，是由于圖像下采樣導(dǎo)致小目標(biāo)信息丟失過多。頻率調(diào)諧顯著性檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)簡單，但由于該模型中僅考慮了全局對(duì)比度作為顯著性，將其直接應(yīng)用于海上場(chǎng)景，由于大量海雜波的特征，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于特征均值，即其全局對(duì)比度與目標(biāo)很接近，造成檢測(cè)結(jié)果目標(biāo)被突出之外，還包含了大量的雜波。此外，已有的海上場(chǎng)景視覺注意模型，借鑒了Itti的視覺注意計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜。

綜上所述，已有相關(guān)工作主要解決陸上場(chǎng)景或自然場(chǎng)景中的顯著性檢測(cè)問題。由于海上場(chǎng)景中存在大量海雜波和海上目標(biāo)多為小目標(biāo)的特點(diǎn)，已有方法的效果不理想。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，特別提出一種利用新的海上場(chǎng)景顯著性檢測(cè)方法，以解決以上提到的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種海上場(chǎng)景顯著性檢測(cè)方法，利用海上場(chǎng)景圖像自身的特征，在CIELab顏色空間實(shí)現(xiàn)提取顯著區(qū)域。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種海上場(chǎng)景顯著性檢測(cè)方法，其特點(diǎn)是，該方法包含以下步驟：

步驟1、提取海上場(chǎng)景圖像序列；

步驟2、海上場(chǎng)景圖像的每幀圖像由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換至CIELab顏色空間，并提取其亮度和兩個(gè)顏色通道作為基本特征，得到亮度和兩個(gè)顏色通道的特征圖；

步驟3、海上場(chǎng)景圖像的所有幀圖像的亮度和兩個(gè)顏色特征分別與其全局中值差的絕對(duì)值作為全局顯著圖；

設(shè)輸入圖像序列的第???????????????????????????????????????????????幀，L_i為亮度特征，a_i和b_i為兩個(gè)顏色特征，該第幀為海上場(chǎng)景圖像中的任意一幀；

分別對(duì)亮度和兩個(gè)顏色特征，計(jì)算其全局中值，

??????????????????????（1）

??????????????????????（2）

???????????????????????（3）

其中L_im為亮度特征的全局中值，a_im和b_im為兩個(gè)顏色的全局中值；

然后，計(jì)算各特征的全局顯著圖：