[发明专利]基于逻辑随机共振的水下弱目标检测系统的检测方法

说明书

本发明提供了一种基于逻辑随机共振的水下弱目标检测系统的检测方法，包括图像采集单元、帧差法单元、弱目标区域提取单元、逻辑随机共振单元、阈值器以及遗传网络单元，选取连续的三帧图像输入到帧差法单元，得到弱目标所在区域，同时将选取的中间帧图像输入到弱目标区域提取单元，将弱目标所在区域输入到弱目标区域提取单元，得到目标区域图像，将其沿与入射光垂直的方向一维展开后输入到逻辑随机共振单元，将逻辑随机共振单元的输出信号输入到阈值器中，区分目标区域图像中背景像素和弱目标像素，以检测弱目标图像，本发明有效减少了计算量，同时能够有效的检测出视频图像中存在的弱目标，大大提高了水下目标的探测距离。

技术领域

本发明涉及水下计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于逻辑随机共振的水下弱目标检测系统的检测方法。

背景技术

地球是一个蓝色的水球，海洋面积占了70.8％，拥有广阔的水下空间和水下资源，对海洋资源的勘探和利用将大大有利于人类社会的进步，人们一直都在努力寻找各种了解、开发水下环境的办法。然而由于水体对光的大量吸收和散射，尤其是在水下目标较弱的情况下，背景噪声更加丰富，使得水下摄像机拍出来的视频中的目标极为模糊，制约了人们对水下目标检测技术的发展。传统的水下成像处理对于目标比较微弱时的处理情况难以令人满意，因此，一种强有力的水下弱目标检测系统及方法亟待提出。

发明内容

本申请通过提供一种基于逻辑随机共振的水下弱目标检测系统的检测方法，以解决目标距离较远时，检测目标较弱的技术问题，能够有效的检测出视频图像中存在的弱目标，大大提高了水下目标的探测距离。

为解决上述技术问题，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水下弱目标检测系统，包括图像采集单元、帧差法单元、弱目标区域提取单元、逻辑随机共振单元、阈值器以及遗传网络单元，其中，所述图像采集单元拍摄水下视频图像，并选取连续的三帧图像输入到所述帧差法单元，同时将该三帧图像中的中间帧图像输入到弱目标区域提取单元，所述帧差法单元对接收到的连续的三帧图像进行图像预处理，并采用帧差法对预处理后的图像进行计算得到弱目标所在区域，所述弱目标区域提取单元根据所述弱目标所在区域对中间帧图像进行目标区域提取，得到目标区域图像I₀，将所述目标区域图像I₀沿与入射光垂直的方向一维展开得到的一维信号I₁以及所述目标区域图像I₀的估计信噪比SNR输入到所述逻辑随机共振单元进行数值分析，得到输出信号x，将所述输出信号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，并输入到所述逻辑随机共振单元，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，当满足优化终止条件时，所述阈值器输出最优的目标标记图I_{label_best}。

一种基于逻辑随机共振的水下弱目标检测系统的检测方法，包括如下步骤：

S1：所述图像采集单元利用水下摄像机拍摄水下视频图像；

S2：选取连续的三帧图像输入到所述帧差法单元，所述帧差法单元对接收到的连续的三帧图像进行图像预处理，并采用帧差法对预处理后的图像进行计算得到弱目标所在区域；

S3：所述图像采集单元同时将该三帧图像中的中间帧图像输入到所述弱目标区域提取单元，所述弱目标区域提取单元根据所述弱目标所在区域对中间帧图像进行目标区域提取，得到目标区域图像I₀；

S4：将所述目标区域图像I₀沿与入射光垂直的方向一维展开得到的一维信号I₁以及所述目标区域图像I₀的估计信噪比SNR输入到所述逻辑随机共振单元进行数值分析，得到输出信号x，所述逻辑随机共振单元的系统参数初始值随机选定；