[發(fā)明專利]一種基于類意識領(lǐng)域自適應(yīng)的水下聲納圖像無監(jiān)督分類方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010216387.X
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111444955B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王興梅;孫博軒;王坤華;徐義超;孟稼祥
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G06V10/764
• 分類號: G06V10/764;G06K9/62;G06V10/26;G06V10/40;G06T7/11;G06V10/774
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種基于類意識領(lǐng)域自適應(yīng)的水下聲納圖像無監(jiān)督分類方法，包括：(1)利用生成對抗網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建生成數(shù)據(jù)集；(2)提出基于對抗自編碼器的改進(jìn)方法構(gòu)建領(lǐng)域自適應(yīng)的源域；(3)提出基于對抗學(xué)習(xí)方法構(gòu)建領(lǐng)域自適應(yīng)的目標(biāo)域；(4)訓(xùn)練目標(biāo)域，在均衡和非均衡兩種原生數(shù)據(jù)集上完成水下聲納圖像無監(jiān)督分類。本發(fā)明提出使用CGAN和DCGAN兩種GANs來生成圖像以構(gòu)建水下聲納圖像生成數(shù)據(jù)集，并根據(jù)標(biāo)簽缺失的情況，將無監(jiān)督領(lǐng)域自適應(yīng)方法引入到水下聲納圖像的無監(jiān)督分類中。同時構(gòu)建均衡和非均衡兩種水下聲納圖像原生數(shù)據(jù)集上以驗證本發(fā)明所提方法的適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水下聲納圖像(underwater image)的無監(jiān)督分類方法，尤其涉及一種基于類意識領(lǐng)域自適應(yīng)的水下聲納圖像無監(jiān)督分類方法，屬于水下聲納圖像分類領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自國家提出發(fā)展海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略以來，對海洋探索、資源利用和海洋科技裝備等都提出了新的要求。如何更精準(zhǔn)的發(fā)現(xiàn)海洋資源是海洋探索與利用的前提，而其中由于海洋資源主要以天然氣、海洋生物和船只遺骸等為主，相關(guān)的水下檢測和識別技術(shù)就成為了海洋探索與利用的關(guān)鍵技術(shù)。掌握和創(chuàng)新水下資源分類技術(shù)是檢測和識別的前提，因此，水下目標(biāo)分類是重中之重。水下聲納圖像是水下目標(biāo)信息的主要形式之一，也是技術(shù)發(fā)展相對完善的水下目標(biāo)分類數(shù)據(jù)之一。其由三部分組成，分別是目標(biāo)、目標(biāo)產(chǎn)生的陰影區(qū)域和背景區(qū)域。陰影是由聲納設(shè)備探測到其他物體所產(chǎn)生的回波所造成的，在一定程度上會粘連、遮擋目標(biāo)，極大影響了目標(biāo)的完整性和清晰度。背景區(qū)域是海洋自有的，不同于陸上光學(xué)，所產(chǎn)生的帶有眾多噪音、斑點的區(qū)域，在圖像上更表現(xiàn)為噪音眾多、紋理弱化、邊緣模糊等特點，極大影響了水下聲納圖像的清晰度和分類精度。

水下聲納圖像較光學(xué)圖像在質(zhì)量上較差，因此水下聲納圖像的分類不同于光學(xué)圖像分類。水下聲納圖像的特征因陰影區(qū)和海底背景的影響而難以提取，換而言之，常用的光學(xué)圖像特征提取方法在水下聲納圖像特征提取中效果并不好。最后的分類精度也因相關(guān)特征質(zhì)量的降低而降低。另一方面，由于不同聲納設(shè)備所形成的水下聲納圖像類型不同，相應(yīng)的不同成像環(huán)境和不同成像設(shè)備都形成了不同的圖像，加之水下聲納圖像本身具有的復(fù)雜性，學(xué)界因此提出了針對不同類型聲納圖像的不同特征提取方法。這也極大影響了水下聲納圖像的分類研究。