[發明專利]聲吶圖像中的障礙物提取方法、計算機裝置和存儲介質

在審

• 申請號: 202110034023.4
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112767336A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 周鵬;謝文財;常帥;陳德山;鄭奕宏
• 申請（專利權）人: 廣州中交通信有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/194;G06T7/62;G06T5/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 常柯陽

本發明公開了一種聲吶圖像中的障礙物提取方法、計算機裝置和存儲介質，障礙物提取方法包括依次對聲吶圖像進行OTSU算法處理、中值濾波算法處理、二值化處理和八連通區域檢測，提取聲吶圖像中的前景，將前景確定為障礙物等步驟，其中OTSU算法所使用的OTSU閾值由聲吶圖像的圖像點位距離和增益系數確定，八連通區域檢測所使用的連通閾值由最大連通域面積和連通比例參數確定。本發明可以抑制聲吶圖像中的乘性噪聲、加性噪聲以及較大的孤立噪聲點，可以約束已知退化圖像在轉換域下的圖像連通域，修補退化圖像的稀疏結構，從水下不利條件下獲取的低質量的聲吶圖像中的前景中也能提取完整的障礙物目標。本發明廣泛應用于圖像處理技術領域。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其是一種聲吶圖像中的障礙物提取方法、計算機裝置和存儲介質。

背景技術

船舶無人駕駛、軍事探測、海底測量、沉船打撈和水下管道檢測到領域需要進行水下障礙物探測。由于在海洋環境中，聲波傳遞幾乎是唯一一種可以進行遠距離信息傳送的方法，因此使用聲吶拍攝圖像來進行障礙物探測，即通過對聲吶圖像進行圖像分析，提取出聲吶圖像中的障礙物，確定障礙物的位置和尺寸。

由于水下環境復雜，存在聲波衰減、多普勒和混響等因素影響，導致聲學成像分辨率低、對比度低、質量差，水下聲學圖像由于噪聲、干擾多，無法有效識別目標，且目標邊緣不完整，對圖像分割、目標識別等處理帶來較大困難。

發明內容

針對上述至少一個技術問題，本發明的目的在于提供一種聲吶圖像中的障礙物提取方法、計算機裝置和存儲介質。

一方面，本發明實施例包括一種聲吶圖像中的障礙物提取方法，包括：

獲取聲吶圖像；

依次對所述聲吶圖像進行OTSU算法處理、中值濾波算法處理、二值化處理和八連通區域檢測；其中，所述OTSU算法所使用的OTSU閾值由所述聲吶圖像的圖像點位距離和增益系數確定，所述八連通區域檢測所使用的連通閾值由最大連通域面積和連通比例參數確定；

提取所述聲吶圖像中的前景，將所述前景確定為障礙物。

進一步地，所述OTSU閾值為其中T為倍數，θ^*為所述增益系數，d為所述圖像點位距離。

進一步地，所述增益系數為所述聲吶圖像的距離補償系數與聲波衰減系數之差。

進一步地，所述中值濾波算法處理所使用的公式為：

其中，f(x,y)表示經過所述中值濾波算法處理前的所述聲吶圖像中的像素值，f′(x,y)表示經過所述中值濾波算法處理后的所述聲吶圖像中的像素值。

進一步地，所述八連通區域檢測包括：

對所述聲吶圖像進行四連通區域檢測；

對所述四連通區域檢測的結果進行目標位置對角像素點的判定。

進一步地，所述八連通區域檢測所使用的公式為：

c₈(p)＝c₄(p)∪(x+1,y+1),(x+1,y-1),(x-1,y+1)，(x-1,y-1)；

其中，c₄(p)為所述四連通區域檢測所使用的公式，(x,y)表示所述聲吶圖像中的像素。

進一步地，c₄(p)＝(x-1,y),(x+1,y),(x,y-1)，(x,y+1)

進一步地，所述連通閾值為所述最大連通域面積與所述連通比例參數之積。