[發明專利]一種面向水環境監測的水面顯著性區域的檢測方法

在審

• 申請號: 201711186183.0
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN108009984A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 王勇;張旭帆;王典洪;程卓;陳振興;張洋
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/00;G06T7/10;G06T7/90
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本發明公開了一種面向水環境監測的水面顯著性區域的檢測方法，首先對視頻傳感器采集到的圖像進行壓縮重構，縮小圖像的尺寸；然后，對重構圖像進行分塊處理；再根據每一個圖像塊的空間位置信息確定出對應的子圖像區域；通過計算該圖像塊與對應的子圖像區域在CIELAB色彩空間上平均向量的歐式距離，求出各重構圖像塊的顯著值；將各重構圖像塊的顯著值賦給其中包含的像素點，得到重構圖像的顯著圖；最后，通過對重構圖像的顯著圖進行歸一化與最近鄰插值處理，得到最終的顯著圖。本方法同傳統圖像顯著性區域檢測方法相比，對區分度不高的水面圖片具有更好的顯著性檢測效果。此外，本方法計算量小、步驟簡單，更適用于資源受限的視頻傳感器節點。

技術領域

本發明涉及信息技術領域，適用于無線視頻傳感器網絡監測，目標自動檢測，物體識別等應用領域，尤其涉及一種面向水環境監測的水面顯著性區域的檢測方法。

背景技術

水是人類賴以生存的重要資源，對水環境的監測，如：是否存在垃圾、油污的污染或是否有藍綠藻爆發等，都具有極其重要的意義。相比于傳統的無線傳感器網絡，只能通過對監視區域里多種參數信息進行采集和分析才能完成監測工作，無線視頻傳感器網絡具有感知、采集和處理網絡覆蓋區域內被監測對象的圖像或視頻等大數據量信息的能力，使得其監測效果更直觀、可靠。因此，其得到了廣泛的應用。而如何讓視頻傳感器節點具備和人類一樣能很容易地判斷出圖像中的顯著性區域的能力，并根據觀測得到的顯著性區域優先分配圖像分析所需的計算資源，十分有必要，且依舊處于研究階段。

目前，圖像的顯著性檢測方法可大致分為三種方式——自下而上方式，通過利用圖像低級特征信息進行顯著區域檢測；自上而下方式，通過對已有的圖像庫和對應的真值圖進行訓練，由特定的高級特征信息找出待測圖中的顯著物；以及兩種方法的結合。其中，由于自下而上的方式，步驟相對簡單、計算量較小，檢測效果較好，因此一直以來是研究的重點方向。如經典的RC算法，其首先利用圖像分割的方法將原圖像分割成若干區域；對每個區域建立起對應的顏色直方圖，并采用直方圖加速的方式減小計算量；最后，通過每個區域的顏色與位置信息計算出每個區域的顯著值，從而得到整幅圖像的顯著圖。此外，還有經典的RBD算法，其首先采用SLIC算法，將原始圖像分成多個超像素點；利用局部顏色對比度原則求出每個超像素點的初級顯著值；再根據其提出的背景可能性，給每個超像素點生成一個可能為背景的概率值P，P的范圍在0-1上；再利用P來優化初級顯著值，得到最終的顯著圖。雖然，這些方法具有很好的顯著性識別效果，但其往往是基于計算能力強、存儲空間大的服務器或PC機，因此其計算復雜度較大。而且，這些方法研究的主要對象是自然圖片，很少針對于物體與背景區別度不大的水面圖片。因此，直接將這些方法移植到視頻傳感器節點上時，水面顯著性區域識別效果較差，且運算消耗資源較多。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種對水面圖片具有更好的檢測效果，并且計算量小、步驟簡單，更適用于資源受限的視頻傳感器節點的面向水環境監測的水面顯著性區域的檢測方法。

本發明的實施例提供一種面向水環境監測的水面顯著性區域的檢測方法，所述檢測方法基于資源有限的無線視頻傳感器節點，具體包括以下步驟：

S1.對無線視頻傳感器的攝像頭采集的圖像進行壓縮感知采樣，得到大小為原圖1/4的重構圖像；

S2.將步驟S1得到的重構圖像從RGB色彩空間轉化到CIELAB色彩空間；

S3.將經過步驟S2處理的重構圖像進行分塊處理,分成大小為4×4且互不重疊的圖像塊A_i(i＝1，2……n)，其中n代表此時的總塊數；并按照從上到下、從左往右的順序依次指定各個圖像塊的位置坐標信息為(1，1)、(1，2)……(H/4，W/4)，其中H、W分別代表重構圖像的行數和列數；