[發明專利]可通行水域分割設備、圖像分割模型訓練和圖像分割方法

有效

• 申請號: 202111083247.0
• 申請日: 2021-09-16
• 公開（公告）號: CN113538425B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 汪洋;周潤東;高玉龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）（哈爾濱工業大學深圳科技創新研究院）
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06K9/46;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

一種可通行水域分割設備、圖像分割模型訓練和圖像分割方法，通過獲取待分割圖像，將待分割圖像輸入到圖像分割模型中進行處理，得到待分割圖像的分割結果；圖像分割模型包括：編碼器和解碼器；將待分割圖像輸入到圖像分割模型中進行處理，得到待分割圖像的分割結果，包括：通過編碼器對待分割圖像進行特征提取，得到關聯特征圖，特征提取包括：N次下采樣處理；通過解碼器對關聯特征圖進行分辨率還原和像素類別的預測，得到待分割圖像的分割結果，分辨率還原包括M次上采樣處理，M小于N；待分割圖像的分割結果的尺寸與待分割圖像的尺寸相同，待分割圖像的分割結果包括與分割結果的像素點位置對應的待分割圖像中的像素點的類別。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及可通行水域分割設備、圖像分割模型訓練和圖像分割方法。

背景技術

圖像分割，也就是將圖像中的每個像素點進行語義分類，目前得到了廣泛的應用。例如，在水面導航領域，水面艇獲取水路圖像，對水路圖像進行圖像分割，將水路圖像中的水和非水部分進行區分，從而可以為無人水面艇提供安全的可通行區域，也為其航路規劃、目標檢測和避障提供重要的參考信息。

現有的圖像分割方法，以編碼器和解碼器的網絡結構為框架，對圖像中的每個像素點進行分類，從而得到分割結果。

然而，現有的圖像分割方法計算量較大，分割效率較低。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是圖像分割的計算量較大，分割效率較低。為解決上述技術問題，本發明提供一種可通行水域分割設備、圖像分割模型訓練和圖像分割方法。

第一方面，一種實施例中提供一種可通行水域分割設備，包括：

攝像頭，用于獲取待分割的水路圖像；

處理器，用于將所述待分割的水路圖像輸入到圖像分割模型中進行處理，得到所述待分割的水路圖像的分割結果；其中，所述圖像分割模型包括：編碼器和解碼器，所述編碼器包括卷積神經網絡層和上下文先驗層；所述將所述待分割的水路圖像輸入到圖像分割模型中進行處理，包括：

通過所述編碼器的卷積神經網絡層對所述待分割的水路圖像進行特征提取，得到深度特征圖；所述特征提取包括：N次下采樣處理，N為大于1的整數；

通過所述編碼器的上下文先驗層對所述深度特征圖進行上下文聚合處理，得到關聯特征圖；

通過所述解碼器對所述關聯特征圖進行分辨率還原和像素類別的預測，得到所述待分割的水路圖像的分割結果；所述通過所述解碼器對所述關聯特征圖進行分辨率還原包括：對所述關聯特征圖進行M1次上采樣處理，得到第一特征圖；將所述第一特征圖和中間特征圖進行通道融合，得到第二特征圖，所述中間特征圖是所述編碼器在下采樣過程中的中間輸出的與所述第一特征圖的尺寸相同的特征圖；對所述第二特征圖進行M2次上采樣，得到所述待分割的水路圖像的分割結果，M1與M2之和等于M，且M為大于等于1的整數，M小于N；

其中，所述待分割的水路圖像的分割結果包括：與所述分割結果的像素點位置對應的所述待分割的水路圖像中的像素點的類別，所述類別包括水類別和非水類別。

第二方面，一種實施例中提供一種圖像分割方法,包括：

獲取待分割圖像；

將所述待分割圖像輸入到圖像分割模型中進行處理，得到所述待分割圖像的分割結果；其中，所述圖像分割模型包括：編碼器和解碼器；所述將所述待分割圖像輸入到圖像分割模型中進行處理，得到所述待分割圖像的分割結果，包括：

通過所述編碼器對所述待分割圖像進行特征提取，得到關聯特征圖，所述特征提取包括：N次下采樣處理，N為大于1的整數；