[發明專利]一種基于擴散映射的側掃聲吶圖像目標非監督探測方法

在審

• 申請號: 201710545940.2
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107341474A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 王曉;蔣廷臣;石娟;楊毅
• 申請（專利權）人: 淮海工學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06T7/44;G06T7/60
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于擴散映射的側掃聲吶圖像目標非監督探測方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：計算SSS圖像的灰度直方圖，統計得到其第一個波峰的灰度g，將SSS圖像中灰度小于g的像素的位置標記為陰影區域，并記錄陰影的位置；

第二步：構建高斯金字塔圖像(G_l)^L_l＝0，其中G₀為原始SSS圖像；隨機采樣時，忽略陰影區域的像素；在低尺度的金字塔圖像采用較高的采樣率，而在高尺度的金字塔圖像采用較低的采樣率；

第三步：對采樣數據進行擴散映射計算，得到采樣數據的擴散坐標及其特征向量；

第四步：應用第三步的特征向量根據數據擴展方法將采樣數據擴展至原始數據，得到原始數據的擴散坐標Y；

第五步：再計算擴散坐標Y的擴散距離D；

第六步：根據擴散距離D在SSS圖像的像素鄰域內計算目標得分，目標得分的公式如下：

c=1-exp{-1kΣτ=1kD(pi,pj)/2σk1+3×dposition(pi,pj)}]]>

式中，d_position為歐幾里得距離，D為擴散距離，σ_k為D的k近鄰個值的方差；根據目標得分c給定一個閾值τ_l，實現目標探測；當l>0時，τ_l取目標得分95％的置信區間；當l＝0時，取一硬閾值τ對探測結果進行平滑處理；

第七步：當l<L時，對每層SSS圖像重復第二步-第六步；當l＝0時，輸出目標探測結果。

2.根據權利要求1所述的基于擴散映射的側掃聲吶圖像目標非監督探測方法，其特征在于，第三步中，擴散映射計算中包括權矩陣的計算，權矩陣由高斯函數得到：

W(x_i,x_j)＝exp(-||x_i-x_j||²/δ²)

式中δ為尺度參數，距離||x_i-x_j||采用歐幾里得距離，x_i,x_j為數據集合X的行向量。

3.根據權利要求1所述的基于擴散映射的側掃聲吶圖像目標非監督探測方法，其特征在于，第四步中，數據擴展方法采用Nystrom擴展方法。

4.根據權利要求1所述的基于擴散映射的側掃聲吶圖像目標非監督探測方法，其特征在于，第五步中，擴散距離D的計算公式為：

式中：

為當X為有限集的情況下對轉移概率P進行特征分解，得到正交的右特征向量，λ_j為正特征值序列。