【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下计算机视觉领域,具体涉及一种基于逻辑随机共振的浑浊水质成像目标检测系统及方法。
技术介绍
海洋、湖泊等水域中蕴含着丰富的自然资源,具有非常高的研究价值,人们一直都在努力寻找各种了解、开发水下环境的方法。然而,由于水体对光的大量吸收和散射,尤其是在较为浑浊的水体中,背景噪声更加丰富,使得水下成像极为模糊,制约了基于水下视觉的目标检测等技术的发展。传统的水下成像处理主要有两种方法:图像复原和图像增强。图像复原需要精准的物理模型,而这些物理模型是很难获得的,且具有较大的时间和空间变化。图像增强虽然较为简单,但是由于缺乏对成像过程的考虑,对浑浊水质的图像增强效果无法取得良好的效果。
技术实现思路
本申请提供了一种基于逻辑随机共振的浑浊水质成像目标检测系统及方法,克服了浑浊水质成像中强噪声干扰的问题,无需前期的图像预处理,能够快速准确地检测出成像中的目标信息,有效提高了基于视觉的水下目标探测距离,且因为可以自适应调节逻辑随机共振单元的系统参数,该方法可适用于不同水质不同目标的检测。本申请采用以下技术方案予以实现:一种基于逻辑随机共振的浑浊水质成像目标检测系统,包括水下拍摄单元、逻辑随机共振单元、阈值器以及遗传网络单元,其中,所述逻辑随机共振单元包括噪声添加单元、数值分析单元以及参数调整单元,所述水下拍摄单元的输出端连接所述逻辑随机共振单元的输入端,将所述水下拍摄单元拍摄得到浑浊水质的低质图像I0沿行方向一维展开得到的一维信号I1输入到所述逻辑随机共振单元中的数值分析单元中,同时将所述水下拍摄单元拍摄得到浑浊水质的低质图像I0的估计信噪比SNR输入到所 ...
【技术保护点】
一种基于逻辑随机共振的浑浊水质成像目标检测系统,其特征在于,包括水下拍摄单元、逻辑随机共振单元、阈值器以及遗传网络单元,其中,所述逻辑随机共振单元包括噪声添加单元、数值分析单元以及参数调整单元,所述水下拍摄单元的输出端连接所述逻辑随机共振单元的输入端,将所述水下拍摄单元拍摄得到浑浊水质的低质图像I0沿行方向一维展开得到的一维信号I1输入到所述逻辑随机共振单元中的数值分析单元中,同时将所述水下拍摄单元拍摄得到浑浊水质的低质图像I0的估计信噪比SNR输入到所述逻辑随机共振单元中的噪声添加单元中,所述逻辑随机共振单元的输出端连接所述阈值器的输入端,将输出信号x输入到所述阈值器,所述阈值器的输出端连接所述遗传网络单元的输入端,将正确率P传输到所述遗传网络单元,通过所述遗传网络单元进化出更优的系统参数,所述遗传网络单元的输出端连接所述逻辑随机共振单元中的参数调整单元,以进化出的更优的系统参数更新定义所述逻辑随机共振单元,所述数值分析单元计算得出优化系统参数后的输出信号x,当满足优化终止条件时,所述阈值器输出最优目标标记图Ilabel_best。
【技术特征摘要】
1.一种基于逻辑随机共振的浑浊水质成像目标检测系统,其特征在于,包括水下拍摄单元、逻辑随机共振单元、阈值器以及遗传网络单元,其中,所述逻辑随机共振单元包括噪声添加单元、数值分析单元以及参数调整单元,所述水下拍摄单元的输出端连接所述逻辑随机共振单元的输入端,将所述水下拍摄单元拍摄得到浑浊水质的低质图像I0沿行方向一维展开得到的一维信号I1输入到所述逻辑随机共振单元中的数值分析单元中,同时将所述水下拍摄单元拍摄得到浑浊水质的低质图像I0的估计信噪比SNR输入到所述逻辑随机共振单元中的噪声添加单元中,所述逻辑随机共振单元的输出端连接所述阈值器的输入端,将输出信号x输入到所述阈值器,所述阈值器的输出端连接所述遗传网络单元的输入端,将正确率P传输到所述遗传网络单元,通过所述遗传网络单元进化出更优的系统参数,所述遗传网络单元的输出端连接所述逻辑随机共振单元中的参数调整单元,以进化出的更优的系统参数更新定义所述逻辑随机共振单元,所述数值分析单元计算得出优化系统参数后的输出信号x,当满足优化终止条件时,所述阈值器输出最优目标标记图Ilabel_best。2.如权利要求1所述的基于逻辑随机共振的浑浊水质成像目标检测系统的检测方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:由所述水下拍摄单元拍摄得到浑浊水质的低质图像I0;S2:将所述低质图像I0沿行方向进行一维展开,得到一维信号I1,同时,计算所述低质图像I0的估计信噪比SNR;S3:将所述一维信号I1和估计信噪比SNR输入到所述逻辑随机共振单元,其中,所述一维信号I1为需要处理的原数据输入到所述逻辑随机共振单元中的数值分析单元,所述估计信噪比SNR用于调节所述逻辑随机共振单元中的噪声添加单元的噪声强度D;S4:随机选定所述逻辑随机共振单元的初始系统参数a、b、r;S5:在所述数值分析单元进行基于逻辑随机共振的数值分析,得出逻辑随机共振的输出信号式中,r为偏移值,I(t)为一维展开得到的一维信号I1,ξ(t)是为了抵消低质图像I0中内蕴噪声而额外添加的高斯白噪声,其自相关系数为<ξ(t)ξ(0)>=2Dδ(t),其中,ξ(0)为初始时的高斯白噪...
【专利技术属性】
技术研发人员:王楠,郑海永,郑冰,徐建康,宋晓辉,杜辉,王晓宇,
申请(专利权)人:中国海洋大学,
类型:发明
国别省市:山东;37
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