[發明專利]一種水下到空氣中圖像轉化的辨識方法及系統

有效

• 申請號: 202210336409.5
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114429431B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 張華;林海濤;陳永燦;王皓冉;李永龍;洪開波
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 成都正德明志知識產權代理有限公司 51360
• 代理人: 張小娟

1.一種水下到空氣中圖像轉化的辨識方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、通過相機分別在空氣中與水下拍攝標定板圖像，得到若干組空氣中標定板圖像和對應的水下標定板圖像；

S2、根據各組空氣中標定板圖像和對應的水下標定板圖像，建立水中標定板圖像角點到空氣中標定板圖像角點的辨識模型；

所述步驟S2包括如下步驟：

S21、根據各組空氣中標定板圖像和對應的水下標定板圖像，建立水中標定板圖像角點到空氣中標定板圖像角點的第一差分轉換模型；

所述步驟S21中第一差分轉換模型的表達式如下：

其中，表示第一差分轉換模型的第k次輸出觀測值，和分別表示空氣中標定板圖像中第k個角點的橫坐標和縱坐標，表示第一差分轉換模型的第k次輸入值，和分別表示水中標定板圖像中第k個角點的橫坐標和縱坐標，表示第i個第一待估參數，表示第i個第二待估參數，表示第一差分轉換模型的第次輸出真值，表示第一差分轉換模型的第次輸入值，表示第一差分轉換模型的第k次標定板圖像角點轉換中均值為0的隨機噪聲，其中，j=1,2,3…n，n表示標定板圖像轉換總次數；

S22、定義輸入序列h(k)和待估參數矩陣θ，并基于第一差分轉換模型，得到水中標定板圖像角點到空氣中標定板圖像角點的第二差分轉換模型；

所述步驟S22中第二差分轉換模型表達式如下：

其中，表示第二差分轉換模型的第k次輸出觀測值，表示第二差分轉換模型的第k次標定板圖像角點轉換中均值為0的隨機噪聲，表示第二差分轉換模型的第次輸出真值，表示第二差分轉換模型的第次輸入真值，a_n表示第n個第一待估參數，b_n表示第n個第二待估參數；

S23、將第二差分轉換模型矩陣化處理，得到水中標定板圖像角點到空氣中標定板圖像角點的辨識模型；

所述步驟S23中辨識模型表達式如下：

其中，Z_m表示輸出觀測值矩陣，H_m表示輸入序列矩陣，V_m表示隨機噪聲向量矩陣，z(m)表示m維輸出觀測值，h(m)表示m維的輸入序列，y(m-n)表示第次輸出真值，x(m-n)表示第次輸入值，v(m)表示m維的隨機噪聲向量，其中，m等于標定板圖像角點的個數，n表示標定板圖像轉換總次數；

S3、利用最小二乘法和極值定理計算得到待估參數矩陣θ的估計參數矩陣；

S4、令待估參數矩陣θ等于估計參數矩陣，并利用辨識模型對水下到空氣中圖像轉化進行辨識，完成任意水下到空氣中的圖像轉化。