[發明專利]基于邏輯隨機共振的水下弱目標檢測系統的檢測方法

有效

• 申請號: 201710232537.4
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107220653B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 王楠;宋曉輝;杜輝;王曉宇;徐建康
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G06K9/60
• 分類號: G06K9/60
• 代理公司: 淄博慧乾專利代理事務所(普通合伙) 37304
• 代理人: 任祥生

本發明提供了一種基于邏輯隨機共振的水下弱目標檢測系統的檢測方法，包括圖像采集單元、幀差法單元、弱目標區域提取單元、邏輯隨機共振單元、閾值器以及遺傳網絡單元，選取連續的三幀圖像輸入到幀差法單元，得到弱目標所在區域，同時將選取的中間幀圖像輸入到弱目標區域提取單元，將弱目標所在區域輸入到弱目標區域提取單元，得到目標區域圖像，將其沿與入射光垂直的方向一維展開后輸入到邏輯隨機共振單元，將邏輯隨機共振單元的輸出信號輸入到閾值器中，區分目標區域圖像中背景像素和弱目標像素，以檢測弱目標圖像，本發明有效減少了計算量，同時能夠有效的檢測出視頻圖像中存在的弱目標，大大提高了水下目標的探測距離。

技術領域

本發明涉及水下計算機視覺技術領域，具體涉及一種基于邏輯隨機共振的水下弱目標檢測系統的檢測方法。

背景技術

地球是一個藍色的水球，海洋面積占了70.8％，擁有廣闊的水下空間和水下資源，對海洋資源的勘探和利用將大大有利于人類社會的進步，人們一直都在努力尋找各種了解、開發水下環境的辦法。然而由于水體對光的大量吸收和散射，尤其是在水下目標較弱的情況下，背景噪聲更加豐富，使得水下攝像機拍出來的視頻中的目標極為模糊，制約了人們對水下目標檢測技術的發展。傳統的水下成像處理對于目標比較微弱時的處理情況難以令人滿意，因此，一種強有力的水下弱目標檢測系統及方法亟待提出。

發明內容

本申請通過提供一種基于邏輯隨機共振的水下弱目標檢測系統的檢測方法，以解決目標距離較遠時，檢測目標較弱的技術問題，能夠有效的檢測出視頻圖像中存在的弱目標，大大提高了水下目標的探測距離。

為解決上述技術問題，本申請采用以下技術方案予以實現：

一種基于邏輯隨機共振的水下弱目標檢測系統，包括圖像采集單元、幀差法單元、弱目標區域提取單元、邏輯隨機共振單元、閾值器以及遺傳網絡單元，其中，所述圖像采集單元拍攝水下視頻圖像，并選取連續的三幀圖像輸入到所述幀差法單元，同時將該三幀圖像中的中間幀圖像輸入到弱目標區域提取單元，所述幀差法單元對接收到的連續的三幀圖像進行圖像預處理，并采用幀差法對預處理后的圖像進行計算得到弱目標所在區域，所述弱目標區域提取單元根據所述弱目標所在區域對中間幀圖像進行目標區域提取，得到目標區域圖像I₀，將所述目標區域圖像I₀沿與入射光垂直的方向一維展開得到的一維信號I₁以及所述目標區域圖像I₀的估計信噪比SNR輸入到所述邏輯隨機共振單元進行數值分析，得到輸出信號x，將所述輸出信號x輸入到所述閾值器，所述閾值器的輸出端連接所述遺傳網絡單元的輸入端，將正確率P傳輸到所述遺傳網絡單元，通過所述遺傳網絡單元進化出更優的系統參數，并輸入到所述邏輯隨機共振單元，以進化出的更優的系統參數更新定義所述邏輯隨機共振單元，當滿足優化終止條件時，所述閾值器輸出最優的目標標記圖I_{label_best}。

一種基于邏輯隨機共振的水下弱目標檢測系統的檢測方法，包括如下步驟：

S1：所述圖像采集單元利用水下攝像機拍攝水下視頻圖像；

S2：選取連續的三幀圖像輸入到所述幀差法單元，所述幀差法單元對接收到的連續的三幀圖像進行圖像預處理，并采用幀差法對預處理后的圖像進行計算得到弱目標所在區域；

S3：所述圖像采集單元同時將該三幀圖像中的中間幀圖像輸入到所述弱目標區域提取單元，所述弱目標區域提取單元根據所述弱目標所在區域對中間幀圖像進行目標區域提取，得到目標區域圖像I₀；

S4：將所述目標區域圖像I₀沿與入射光垂直的方向一維展開得到的一維信號I₁以及所述目標區域圖像I₀的估計信噪比SNR輸入到所述邏輯隨機共振單元進行數值分析，得到輸出信號x，所述邏輯隨機共振單元的系統參數初始值隨機選定；