一種線狀目標(biāo)分割方法及分割系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種線狀目標(biāo)分割方法及分割系統(tǒng)，其中，線狀目標(biāo)分割方法通過對(duì)邊緣圖像進(jìn)行霍夫變換的方法將其映射到極坐標(biāo)系中，從而能夠在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中尋找主峰值和次主峰值；然后根據(jù)主峰值和次主峰值判斷第一直線和第二直線的位置關(guān)系是否滿足分割要求，以判斷初始分割閾值是否能夠準(zhǔn)確的對(duì)聲納圖像中的線狀目標(biāo)進(jìn)行有效地分割，當(dāng)判斷為否，且初始分割閾值不等于截止分割閾值時(shí)，對(duì)初始分割閾值進(jìn)行修正后返回根據(jù)初始分割閾值和聲納圖像生成二值圖像的步驟直至第一直線和第二直線的位置關(guān)系滿足分割要求或初始分割閾值等于截止分割閾值，以實(shí)現(xiàn)尋找理想的初始分割閾值對(duì)聲納圖像進(jìn)行線狀目標(biāo)分割的目的。
【專利說明】
一種線狀目標(biāo)分割方法及分割系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本申請(qǐng)涉及圖像分割技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種線狀目標(biāo)分割方法及分割 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 聲納成像受水體渾濁度和光照強(qiáng)度的影響較小，因此被廣泛應(yīng)用于水下目標(biāo)探 測(cè)、環(huán)境感知、水下目標(biāo)跟蹤等領(lǐng)域。選擇合適的圖像分割技術(shù)可以提高探測(cè)、跟蹤以及識(shí) 別的概率。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)圖像進(jìn)行分割的方法主要包括大律法、局部大律法和屬性直方圖 法，這三種方法都是基于分割閾值的選取實(shí)現(xiàn)的，其主要思想是根據(jù)目標(biāo)灰度圖像獲取灰 度直方圖，然后從所述灰度直方圖中找到兩峰之間的谷值所對(duì)應(yīng)的分割閾值，將該分割閾 值作為理想分割閾值對(duì)目標(biāo)灰度圖像進(jìn)行分割以期實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)灰度圖像目標(biāo)區(qū)域的提取。
[0004] 但是由于聲納圖像的灰度值過于集中，很難在根據(jù)所述聲納圖像獲取的灰度直方 圖中找到明顯的谷值，因此現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)圖像進(jìn)行分割的方法無法適用于所述聲納圖像 中。而在水下作業(yè)中，經(jīng)常需要對(duì)線狀目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行判斷和分析，所述線狀目標(biāo)指如海底管 道、水中懸垂管道、小型水下潛器等包含的直線成分。
[0005] 因此，亟需一種適用于聲納圖像的線狀目標(biāo)分割技術(shù)手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種線狀目標(biāo)分割方法及分割系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn) 提供一種適用于聲納圖像的線狀目標(biāo)分割方法的目的。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：
[0008] -種線狀目標(biāo)分割方法，應(yīng)用于聲納圖像，所述線狀目標(biāo)分割方法包括：
[0009 ]設(shè)置初始分割閾值、截止分割閾值和閾值步長(zhǎng)；
[0010] 根據(jù)所述初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值圖像；
[0011] 根據(jù)所述二值圖像生成邊緣圖像，并對(duì)所述邊緣圖像進(jìn)行霍夫變換，獲得極坐標(biāo) 系下的共線累計(jì)圖；
[0012] 確定所述極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中的主峰值和次主峰值，所述主峰值對(duì)應(yīng)于所 述二值圖像中的第一直線的極坐標(biāo)，為在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于最多的曲線 中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo);所述次主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第二直線的極坐標(biāo)，為在 極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于第二多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)；
[0013] 根據(jù)所述主峰值和次主峰值判斷所述第一直線和第二直線的位置關(guān)系是否滿足 分割要求；
[0014] 如果是，則將所述二值圖像作為分割圖像；
[0015] 如果否，則判斷所述初始分割閾值是否大于或等于所述截止分割閾值，若是，則將 所述二值圖像作為分割圖像，若否，則對(duì)所述初始分割閾值與所述閾值步長(zhǎng)進(jìn)行求和，并將 求和結(jié)果作為新的初始分割閾值，返回根據(jù)所述初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值圖 像的步驟。
[0016]優(yōu)選的，所述根據(jù)所述初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值圖像包括： 「'0 / (. Y. V). !" 0 |:
[0017]將所述聲納圖像中的像素點(diǎn)代入公式::二/ n中生成 LJ .) ) L. L· I J 二值圖像的像素點(diǎn)，其中，fix, y)表示所述二值圖像的像素點(diǎn)，το表示所述初始分割閾值， L表示灰度圖像的最大灰度等級(jí)；
[0018] 利用所述二值圖像的像素點(diǎn)繪制所述二值圖像。
[0019] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述主峰值和次主峰值判斷所述第一直線和第二直線的位置關(guān) 系是否滿足分割要求包括：
[0020] 根據(jù)所述主峰值和次主峰值的角度坐標(biāo)判斷所述第一直線和第二直線的平行程 度是否滿足平行要求；
[0021] 判斷所述主峰值和次主峰值的長(zhǎng)度坐標(biāo)判斷所述第一直線和第二直線的中心點(diǎn) 距離是否滿足距離要求。
[0022] 優(yōu)選的，所述平行要求為：
[0023] 9k, 1 e [9k,2~ Α θ , 0k,2+ Α θ]；
[0024] 其中，0k,:為所述主峰值或次主峰值的角度坐標(biāo)；當(dāng)0k,:為所述主峰值的角度坐標(biāo) 時(shí)，9 k,2為所述次主峰值的角度坐標(biāo)，當(dāng)0k>1為所述次主峰值的角度坐標(biāo)時(shí)，0 k,2為所述主峰 值的角度坐標(biāo)；△ Θ為角度允許誤差；
[0025]所述角度允許誤差的取值范圍為0°-5°，包括端點(diǎn)值。
[0026]優(yōu)選的，所述距離要求為：
[0027] Pk, 1G [Pk,2_ Δ p,Pk,2+ Δ p]；
[0028] 其中，pk,i為所述主峰值或次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)；當(dāng)Pk,i為所述主峰值的中心點(diǎn) 坐標(biāo)時(shí)，Pk, 2為所述次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)Pk, 1為所述次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，Pk, 2為 所述主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)；Δ p為中心點(diǎn)允許誤差；
[0029 ]所述中心點(diǎn)允許誤差的取值范圍為0像素-80像素，包括端點(diǎn)值。
[0030] -種水中線狀目標(biāo)分割系統(tǒng)，應(yīng)用于聲納圖像，所述線狀目標(biāo)分割系統(tǒng)包括：
[0031 ]初始化模塊，用于設(shè)置初始分割閾值、截止分割閾值和閾值步長(zhǎng)；
[0032] 圖像生成模塊，用于根據(jù)所述初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值圖像；
[0033] 圖像變換模塊，用于根據(jù)所述二值圖像生成邊緣圖像，并對(duì)所述邊緣圖像進(jìn)行霍 夫變換，獲得極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖；
[0034] 峰值尋找模塊，用于確定所述極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中的主峰值和次主峰值， 所述主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第一直線的極坐標(biāo)，為在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中 同時(shí)處于最多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo);所述次主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第二 直線的極坐標(biāo)，為在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于第二多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極 坐標(biāo)；
[0035] 判斷模塊，用于根據(jù)所述主峰值和次主峰值判斷所述第一直線和第二直線的位置 關(guān)系是否滿足分割要求；
[0036] 如果是，則將所述二值圖像作為分割圖像；
[0037]如果否，則判斷所述初始分割閾值是否大于或等于所述截止分割閾值，若是，則將 所述二值圖像作為分割圖像，若否，則對(duì)所述初始分割閾值與所述閾值步長(zhǎng)進(jìn)行求和，并將 求和結(jié)果作為新的初始分割閾值，返回圖像生成模塊。
[0038]優(yōu)選的，所述圖像生成模塊包括：
[0039]像素點(diǎn)生成單元，用于將所述聲納圖像中的像素點(diǎn)代入公式/.mm 中生成二值圖像的像素點(diǎn)，其中，f7 (X，y)表示所述二值圖像的像素點(diǎn)，το表示所述初始分 割閾值，L表示灰度圖像的最大灰度等級(jí)；
[0040] 二值圖像繪制單元，用于利用所述二值圖像的像素點(diǎn)繪制所述二值圖像。
[0041] 優(yōu)選的，所述判斷模塊包括:第一判斷單元、第二判斷單元、閾值修正單元和輸出 單元;其中，
[0042] 所述第一判斷單元，用于根據(jù)所述主峰值和次主峰值的角度坐標(biāo)判斷所述第一直 線和第二直線的平行程度是否滿足平行要求，如果是，則進(jìn)入所述第二判斷單元，如果否， 則進(jìn)入所述閾值修正單元；
[0043] 所述第二判斷單元，用于判斷所述主峰值和次主峰值的長(zhǎng)度坐標(biāo)判斷所述第一直 線和第二直線的中心點(diǎn)距離是否滿足距離要求，如果是，則進(jìn)入所述輸出單元，如果否，則 進(jìn)入所述閾值修正單元；
[0044] 所述閾值修正單元，用于判斷所述初始分割閾值是否大于或等于所述截止分割閾 值，如果是，則進(jìn)入所述輸出單元;如果否，則對(duì)所述初始分割閾值與所述閾值步長(zhǎng)進(jìn)行求 和，并將求和結(jié)果作為新的初始分割閾值，返回所述圖像生成模塊；
[0045] 所述輸出單元，用于將所述二值圖像作為分割圖像。
[0046] 優(yōu)選的，所述平行要求為：
[0047] 0k)1e[0k；2-A0,0k)2+A0]；
[0048] 其中，0k,:為所述主峰值或次主峰值的角度坐標(biāo)；當(dāng)0k,:為所述主峰值的角度坐標(biāo) 時(shí)，9 k,2為所述次主峰值的角度坐標(biāo)，當(dāng)0k>1為所述次主峰值的角度坐標(biāo)時(shí)，0 k,2為所述主峰 值的角度坐標(biāo)；△ Θ為角度允許誤差；
[0049] 所述角度允許誤差的取值范圍為0°-5°，包括端點(diǎn)值。
[0050] 優(yōu)選的，所述距離要求為：
[0051] Pk,ie [Pk,2_ Δ p,Pk;2+ Δ p]；
[0052] 其中，Pk,i為所述主峰值或次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)；當(dāng)Pk,i為所述主峰值的中心點(diǎn) 坐標(biāo)時(shí)，Pk, 2為所述次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)Pk, 1為所述次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，Pk, 2為 所述主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)；Δ P為中心點(diǎn)允許誤差；
[0053 ]所述中心點(diǎn)允許誤差的取值范圍為0像素-80像素，包括端點(diǎn)值。
[0054]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種線狀目標(biāo)分割方法及分割系 統(tǒng)，其中，所述線狀目標(biāo)分割方法通過對(duì)所述邊緣圖像進(jìn)行霍夫變換的方法將其由直角坐 標(biāo)系映射到極坐標(biāo)系中，獲得極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖，從而能夠在所述極坐標(biāo)系下的共 線累計(jì)圖中尋找所述主峰值和次主峰值，其中，所述主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第一 直線的極坐標(biāo)，所述次主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第二直線的極坐標(biāo);然后根據(jù)所述 主峰值和次主峰值判斷所述第一直線和第二直線的位置關(guān)系是否滿足分割要求，以判斷所 述初始分割閾值是否能夠準(zhǔn)確的對(duì)所述聲納圖像中的線狀目標(biāo)進(jìn)行有效地分割，當(dāng)判斷為 否，且所述初始分割閾值不大于或等于所述截止分割閾值時(shí)，對(duì)所述初始分割閾值進(jìn)行修 正后返回根據(jù)所述初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值圖像的步驟直至所述第一直線 和第二直線的位置關(guān)系滿足所述分割要求或所述初始分割閾值大于或等于所述截止分割 閾值，以實(shí)現(xiàn)尋找理想的初始分割閾值對(duì)所述聲納圖像進(jìn)行線狀目標(biāo)分割的目的。
[0055] 通過上述描述可以發(fā)現(xiàn)，所述線狀目標(biāo)分割方法并沒有通過利用所述聲納圖像獲 取灰度直方圖并在所述灰度直方圖中尋找谷值的方法對(duì)所述聲納圖像進(jìn)行圖像分割，避免 了由于所述聲納圖像的灰度值過于集中而找不到所述谷值的問題。并且所述線狀目標(biāo)分割 方法基于閾值分割實(shí)現(xiàn)，而閾值分割具由低運(yùn)算成本的特性，因此對(duì)于計(jì)算資源的要求不 高，相較于較復(fù)雜的分割方法所需要的計(jì)算時(shí)間較少，有望應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述 聲納圖像的實(shí)時(shí)處理。
【附圖說明】
[0056] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0057]圖1為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種線狀目標(biāo)分割方法的流程示意圖；
[0058]圖2(a)為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的單線霍夫變換的原理示意圖；
[0059]圖2(b)為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的雙線霍夫變換的原理示意圖；
[0060] 圖3為本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例提供的一種聲納圖像采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061] 圖4為利用如圖3所示的聲納圖像采集系統(tǒng)在成像角度為15°時(shí)成像的聲納圖像； [0062]圖5(a)從左到右分別為初始分割閾值為85,125和162時(shí)獲得的極坐標(biāo)系下的共線 累計(jì)圖；
[0063]圖5 (b)從左到右分別為初始分割閾值為85，125和162時(shí)所述主峰值和次主峰值所 對(duì)應(yīng)的第一直線和第二直線；
[0064]圖5 (c)從左到右分別為初始分割閾值為85，125和162時(shí)獲得的二值圖像；
[0065]圖6為利用如圖3所示的聲納圖像采集系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)角度分別為0°、45°、90°和135° 時(shí)成像的聲納圖像；
[0066]圖7為利用線狀目標(biāo)分割方法對(duì)旋轉(zhuǎn)角度分別為0°、45°、90°和135°時(shí)成像的聲納 圖像進(jìn)行處理獲得的分割圖像；
[0067] 圖8為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種水中線狀目標(biāo)分割系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0068] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0069] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種線狀目標(biāo)分割方法，如圖1所示，應(yīng)用于聲納圖像，所述 線狀目標(biāo)分割方法包括：
[0070] S101:設(shè)置初始分割閾值、截止分割閾值和閾值步長(zhǎng)；
[0071] S102:根據(jù)所述初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值圖像；
[0072] S103:根據(jù)所述二值圖像生成邊緣圖像，并對(duì)所述邊緣圖像進(jìn)行霍夫變換，獲得極 坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖；
[0073] S104:確定所述極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中的主峰值和次主峰值，所述主峰值對(duì) 應(yīng)于所述二值圖像中的第一直線的極坐標(biāo)，為在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于最多 的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo);所述次主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第二直線的極坐 標(biāo)，為在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于第二多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)；
[0074] S105:根據(jù)所述主峰值和次主峰值判斷所述第一直線和第二直線的位置關(guān)系是否 滿足分割要求；
[0075]如果是，則將所述二值圖像作為分割圖像；
[0076] 如果否，則判斷所述初始分割閾值是否大于或等于所述截止分割閾值，若是，則將 所述二值圖像作為分割圖像，若否，則對(duì)所述初始分割閾值與所述閾值步長(zhǎng)進(jìn)行求和，并將 求和結(jié)果作為新的初始分割閾值，返回根據(jù)所述初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值圖 像的步驟。
[0077] 其中，所述初始分割閾值一般設(shè)置為較小正整數(shù)，例如1、2或5,具體取值可以根據(jù) 經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)定;所述截止分割閾值的最大取值為255，一般可以取200或100，同樣的，所述截 止分割閾值的具體取值也可以通過經(jīng)驗(yàn)值確定;所述閾值步長(zhǎng)一般為1，但也可以根據(jù)所述 初始分割閾值和截止分割閾值設(shè)定為2或其他正整數(shù)，本申請(qǐng)對(duì)所述初始分割閾值、截止分 割閾值和閾值步長(zhǎng)的具體取值并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。
[0078] 需要說明的，霍夫變換具有良好的空間映射關(guān)系，可以將直角坐標(biāo)系下的共線關(guān) 系映射到極坐標(biāo)系當(dāng)中，其具體變化原理如圖2(a)和圖2(b)所示，其中，圖2(a)為單線霍夫 變換，圖2(b)為雙線霍夫變換；
[0079] 在直角坐標(biāo)系x-y中，p〇代表空間點(diǎn)到原點(diǎn)的距離，單位為像素，θ〇代表原點(diǎn)到空間 點(diǎn)的向量角度，單位為度，共線的(xi，yi)和(xj，yj)在極坐標(biāo)空間分別由曲線p=xi cosθ+yi sin9和曲線p = xj cos0+yj sin9表示，它們的交點(diǎn)為（θ〇，ρ〇);在圖2(b)中，同理，在線1上的 共線點(diǎn)會(huì)映射到極坐標(biāo)點(diǎn)（θι,Ρι)上，在線2上的共線點(diǎn)會(huì)映射到極坐標(biāo)點(diǎn)上（θ 2，ρ2)。由此 可以看出，在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于最多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)即為所述 二值圖像中共線點(diǎn)最多的第一直線所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo);在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處 于第二多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)即為所述二值圖像中共線點(diǎn)第二多的第二直線所對(duì)應(yīng) 的極坐標(biāo)。
[0080] 所述線狀目標(biāo)分割方法通過對(duì)所述邊緣圖像進(jìn)行霍夫變換的方法將其由直角坐 標(biāo)系映射到極坐標(biāo)系中，從而將共線點(diǎn)的全局檢測(cè)任務(wù)轉(zhuǎn)換為在所述極坐標(biāo)系下的共線累 計(jì)圖中尋找所述主峰值和次主峰值的任務(wù);然后根據(jù)所述主峰值和次主峰值判斷所述第一 直線和第二直線的位置關(guān)系是否滿足分割要求，以判斷所述初始分割閾值是否能夠準(zhǔn)確的 對(duì)所述聲納圖像中的線狀目標(biāo)進(jìn)行有效地分割，當(dāng)判斷為否，且所述初始分割閾值不大于 或等于所述截止分割閾值時(shí)，對(duì)所述初始分割閾值進(jìn)行修正后返回根據(jù)所述初始分割閾值 和所述聲納圖像生成二值圖像的步驟直至所述主峰值和次主峰值判斷所述第一直線和第 二直線的位置關(guān)系滿足所述分割要求或所述初始分割閾值大于或等于所述截止分割閾值， 以實(shí)現(xiàn)尋找理想的初始分割閾值對(duì)所述聲納圖像進(jìn)行線狀目標(biāo)分割的目的。
[0081] 通過上述描述可以發(fā)現(xiàn)，所述線狀目標(biāo)分割方法可以應(yīng)用于普遍存在多途干擾和 旁瓣干擾的聲納圖像的線狀目標(biāo)分割，有效降低了在真實(shí)目標(biāo)周圍的以相似特征分布的干 擾的影響，這對(duì)于水下目標(biāo)定位、檢測(cè)、跟蹤和識(shí)別等后續(xù)視覺處理由非常大的幫助。
[0082] 進(jìn)一步的，所述線狀目標(biāo)分割方法并沒有通過利用所述聲納圖像獲取灰度直方圖 并在所述灰度直方圖中尋找谷值的方法對(duì)所述聲納圖像進(jìn)行圖像分割，避免了由于所述聲 納圖像的灰度值過于集中而找不到所述谷值的問題。并且所述線狀目標(biāo)分割方法基于閾值 分割實(shí)現(xiàn)，而閾值分割具由低運(yùn)算成本的特性，因此對(duì)于計(jì)算資源的要求不高，相較于較復(fù) 雜的分割方法所需要的計(jì)算時(shí)間較少，有望應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述聲納圖像的實(shí)時(shí) 處理。
[0083]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述初始分割閾值 和所述聲納圖像生成二值圖像包括：
[0 / (v F) e f() γ, 1
[0084] 將所述聲納圖像中的像素點(diǎn)代入公式_Τ(.Μ·)= , ^ '丨/ Υ η中生成
[1 ./(-V,r)e(r0,L-l] 二值圖像的像素點(diǎn)，其中，fix, y)表示所述二值圖像的像素點(diǎn)，το表示所述初始分割閾值， L表示灰度圖像的最大灰度等級(jí)；
[0085] 利用所述二值圖像的像素點(diǎn)繪制所述二值圖像。
[0086] 本實(shí)施例僅提供了一種可行的根據(jù)所述初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值 圖像的過程，本申請(qǐng)對(duì)此并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。
[0087] 需要說明的是，同樣的，根據(jù)所述二值圖像生成邊緣圖像可以包括：
[0088]將所述二值圖像的像素點(diǎn)代入公式f〃（x,= (x，y)) Isobel中生成所述邊 緣圖像的像素點(diǎn)，其中，f〃（x，y)表示所述邊緣圖像的像素點(diǎn)，edgeOls。^表示利用Sobel算 子進(jìn)行邊緣檢測(cè)；
[0089] 利用所述邊緣圖像的像素點(diǎn)繪制所述邊緣圖像。
[0090] 在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述主峰值和次 主峰值判斷所述第一直線和第二直線的位置關(guān)系是否滿足分割要求包括：
[0091] 根據(jù)所述主峰值和次主峰值的角度坐標(biāo)判斷所述第一直線和第二直線的平行程 度是否滿足平行要求；
[0092] 判斷所述主峰值和次主峰值的長(zhǎng)度坐標(biāo)判斷所述第一直線和第二直線的中心點(diǎn) 距離是否滿足距離要求。
[0093]其中，所述平行要求為：
[0094] 9k, 1 e [9k,2~ Α θ , 0k,2+ Α θ]；
[0095] 其中，0k,:為所述主峰值或次主峰值的角度坐標(biāo)；當(dāng)0k,:為所述主峰值的角度坐標(biāo) 時(shí)，9 k,2為所述次主峰值的角度坐標(biāo)，當(dāng)0k>1為所述次主峰值的角度坐標(biāo)時(shí)，0 k,2為所述主峰 值的角度坐標(biāo)；△ Θ為角度允許誤差。
[0096]所述角度允許誤差的取值范圍為0°-5°，包括端點(diǎn)值。
[0097]在本申請(qǐng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述角度允許誤差的取值為3° ;在本申請(qǐng)的其他 實(shí)施例中，所述角度允許誤差的取值還可以為0°或1°，所述角度允許誤差的取值越小，所述 線狀目標(biāo)分割方法的精度越高;本申請(qǐng)對(duì)所述中心點(diǎn)允許誤差的具體取值并不做限定，具 體視精度要求而定。
[0098] 所述距離要求為：
[0099] Pk,ie [Pk,2-Ap,pk;2+Ap]；
[0100] 其中，Pk, 1為所述主峰值或次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)；當(dāng)Pk, 1為所述主峰值的中心點(diǎn) 坐標(biāo)時(shí)，Pk, 2為所述次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)Pk, 1為所述次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，Pk, 2為 所述主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)；Δ P為中心點(diǎn)允許誤差。
[0101] 所述中心點(diǎn)允許誤差的取值范圍為0像素-80像素，包括端點(diǎn)值。
[0102] 在本申請(qǐng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述中心點(diǎn)允許誤差的取值為80像素，在本申請(qǐng) 的其他實(shí)施例中，所述中心點(diǎn)允許誤差的取值還可以為50像素或60像素，所述中心點(diǎn)允許 誤差的取值越小，所述線狀目標(biāo)分割方法的精度越高;本申請(qǐng)對(duì)所述中心點(diǎn)允許誤差的具 體取值并不做限定，具體視精度要求而定。
[0103] 在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，在圖3所示的聲納圖像采 集系統(tǒng)中對(duì)所述線狀目標(biāo)分割方法進(jìn)行驗(yàn)證；圖3中的混響水池的規(guī)格為10mX 6mX6m，聲 納位于水下lm的位置處，聲納俯視成像，俯視角度（即聲納與水平面的夾角)為15°，線狀目 標(biāo)為長(zhǎng)度〇. 55m，外半徑0.046m，內(nèi)半徑為0.036m的鋼管，鋼管置于水下1.5m，距離聲納的水 平距離為3m。
[0104] 在所述混響水池中對(duì)所述鋼管進(jìn)行俯視成像獲取聲納圖像，獲取的聲納圖像如圖 4所示，利用所述線狀目標(biāo)分割方法對(duì)獲取的聲納圖像進(jìn)行線狀目標(biāo)分割，其中，所述初始 分割閾值設(shè)置為1、截止分割閾值設(shè)置為200，閾值步長(zhǎng)設(shè)置為1，角度允許誤差設(shè)置為3°，中 心點(diǎn)允許誤差設(shè)置為80像素。
[0105] 圖5 (a)從左到右分別為所述初始分割閾值為85，125和162時(shí)獲得的極坐標(biāo)系下的 共線累計(jì)圖（其縱坐標(biāo)為像素(Pixel)，橫坐標(biāo)為角度坐標(biāo)，單位為度），標(biāo)記的方框?yàn)樗阉?到的主峰值和次主峰值。圖5(b)從左到右分別為所述初始分割閾值為85,125和162時(shí)所述 主峰值和次主峰值所對(duì)應(yīng)的第一直線和第二直線；圖5(c)從左到右分別為所述初始分割閾 值為85，125和162時(shí)獲得的二值圖像。當(dāng)所述初始分割閾值遞增到85時(shí)，極坐標(biāo)空間中的主 峰值和次主峰值相距較遠(yuǎn)，所對(duì)應(yīng)的第一直線和第二直線不具有平行關(guān)系，分割效果較差； 當(dāng)所述初始分割閾值遞增到125時(shí)，極坐標(biāo)空間中的主峰值和次主峰值仍然相距較遠(yuǎn)，所對(duì) 應(yīng)的第一直線和第二直線的距離有所縮短，但仍然不具備平行關(guān)系，分割效果仍然含有較 多的非目標(biāo)成分(鋼管以外的成分）；當(dāng)所述初始分割閾值遞增到162時(shí)，極坐標(biāo)空間中的主 峰值和次主峰值相距較近，所對(duì)應(yīng)的第一直線和第二直線具有明顯的平行關(guān)系，并且兩直 線間的中心點(diǎn)距離滿足實(shí)際情況，從圖5(c)可以看出，當(dāng)所述初始分割閾值遞增到162時(shí)， 所獲得的二值圖像接近實(shí)際目標(biāo)(鋼管），可以作為所述分割圖像。
[0106] 為了驗(yàn)證利用所述線狀目標(biāo)分割方法對(duì)不同成像角度下采集的聲納圖像都可以 進(jìn)行有效分割，圖3中的旋轉(zhuǎn)器可以帶動(dòng)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生不同角度成像的聲納圖像。如圖6所 示，從左到右分別為旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)角度為0°、45°、90°和135°時(shí)成像的聲納圖像，利用所述 線狀目標(biāo)分割方法對(duì)獲得的聲納圖像進(jìn)行處理獲得的分割圖像如圖7所示。圖7中，從左到 右分別為對(duì)旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)角度為0°、45°、90°和135°時(shí)成像的聲納圖像利用所述線狀目標(biāo) 分割方法進(jìn)行處理后獲得的分割圖像;從圖7中可以看出，所述線狀目標(biāo)分割方法可以有效 地對(duì)所述聲納圖像進(jìn)行線狀目標(biāo)的分割，且適用于不同成像角度下采集的聲納圖像。
[0107] 相應(yīng)的，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種水中線狀目標(biāo)分割系統(tǒng)，應(yīng)用于聲納圖像，如 圖8所示，所述線狀目標(biāo)分割系統(tǒng)包括：
[0108] 初始化模塊100，用于設(shè)置初始分割閾值、截止分割閾值和閾值步長(zhǎng)；
[0109] 圖像生成模塊200,用于根據(jù)所述初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值圖像；
[0110] 圖像變換模塊300,用于根據(jù)所述二值圖像生成邊緣圖像，并對(duì)所述邊緣圖像進(jìn)行 霍夫變換，獲得極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖；
[0111] 峰值尋找模塊400，用于確定所述極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中的主峰值和次主峰 值，所述主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第一直線的極坐標(biāo)，為在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì) 圖中同時(shí)處于最多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo);所述次主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的 第二直線的極坐標(biāo)，為在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于第二多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng) 的極坐標(biāo)；
[0112] 判斷模塊500,用于根據(jù)所述主峰值和次主峰值判斷所述第一直線和第二直線的 位置關(guān)系是否滿足分割要求；
[0113]如果是，則將所述二值圖像作為分割圖像；
[0114] 如果否，則判斷所述初始分割閾值是否大于或等于所述截止分割閾值，若是，則將 所述二值圖像作為分割圖像，若否，則對(duì)所述初始分割閾值與所述閾值步長(zhǎng)進(jìn)行求和，并將 求和結(jié)果作為新的初始分割閾值，返回所述圖像生成模塊200。
[0115] 其中，所述初始分割閾值一般設(shè)置為較小正整數(shù)，例如1、2或5,具體取值可以根據(jù) 經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)定;所述截止分割閾值的最大取值為255，一般可以取200或100，同樣的，所述截 止分割閾值的具體取值也可以通過經(jīng)驗(yàn)值確定;所述閾值步長(zhǎng)一般為1，但也可以根據(jù)所述 初始分割閾值和截止分割閾值設(shè)定為2或其他正整數(shù)，本申請(qǐng)對(duì)所述初始分割閾值、截止分 割閾值和閾值步長(zhǎng)的具體取值并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。
[0116]需要說明的，霍夫變換具有良好的空間映射關(guān)系，可以將直角坐標(biāo)系下的共線關(guān) 系映射到極坐標(biāo)系當(dāng)中，其具體變化原理如圖2(a)和圖2(b)所示，其中，圖2(a)為單線霍夫 變換，圖2(b)為雙線霍夫變換；
[0117]在直角坐標(biāo)系x-y中，p〇代表空間點(diǎn)到原點(diǎn)的距離，單位為像素，θ〇代表原點(diǎn)到空間 點(diǎn)的向量角度，單位為度，共線的(xi，yi)和(xj，yj)在極坐標(biāo)空間分別由曲線p=xi cosθ+yi sin9和曲線p = xj cos0+yj sin9表示，它們的交點(diǎn)為（θ〇，ρ〇);在圖2(b)中，同理，在線1上的 共線點(diǎn)會(huì)映射到極坐標(biāo)點(diǎn)（θι,Ρι)上，在線2上的共線點(diǎn)會(huì)映射到極坐標(biāo)點(diǎn)上（θ 2，ρ2)。由此 可以看出，在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于最多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)即為所述 二值圖像中共線點(diǎn)最多的第一直線所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo);在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處 于第二多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)即為所述二值圖像中共線點(diǎn)第二多的第二直線所對(duì)應(yīng) 的極坐標(biāo)。
[0118]所述線狀目標(biāo)分割系統(tǒng)通過對(duì)所述邊緣圖像進(jìn)行霍夫變換的方法將其由直角坐 標(biāo)系映射到極坐標(biāo)系中，從而將共線點(diǎn)的全局檢測(cè)任務(wù)轉(zhuǎn)換為在所述極坐標(biāo)系下的共線累 計(jì)圖中尋找所述主峰值和次主峰值的任務(wù);然后根據(jù)所述主峰值和次主峰值判斷所述第一 直線和第二直線的位置關(guān)系是否滿足分割要求，以判斷所述初始分割閾值是否能夠準(zhǔn)確的 對(duì)所述聲納圖像中的線狀目標(biāo)進(jìn)行有效地分割，當(dāng)判斷為否，且所述初始分割閾值不大于 或等于所述截止分割閾值時(shí)，對(duì)所述初始分割閾值進(jìn)行修正后返回根據(jù)所述初始分割閾值 和所述聲納圖像生成二值圖像的步驟直至所述主峰值和次主峰值判斷所述第一直線和第 二直線的位置關(guān)系滿足所述分割要求或所述初始分割閾值大于或等于所述截止分割閾值， 以實(shí)現(xiàn)尋找理想的初始分割閾值對(duì)所述聲納圖像進(jìn)行線狀目標(biāo)分割的目的。
[0119] 通過上述描述可以發(fā)現(xiàn)，所述線狀目標(biāo)分割系統(tǒng)可以應(yīng)用于普遍存在多途干擾和 旁瓣干擾的聲納圖像的線狀目標(biāo)分割，有效降低了在真實(shí)目標(biāo)周圍的以相似特征分布的干 擾的影響，這對(duì)于水下目標(biāo)定位、檢測(cè)、跟蹤和識(shí)別等后續(xù)視覺處理由非常大的幫助。
[0120] 進(jìn)一步的，所述線狀目標(biāo)分割系統(tǒng)并沒有通過利用所述聲納圖像獲取灰度直方圖 并在所述灰度直方圖中尋找谷值的方法對(duì)所述聲納圖像進(jìn)行圖像分割，避免了由于所述聲 納圖像的灰度值過于集中而找不到所述谷值的問題。并且所述線狀目標(biāo)分割系統(tǒng)基于閾值 分割實(shí)現(xiàn)，而閾值分割具由低運(yùn)算成本的特性，因此對(duì)于計(jì)算資源的要求不高，相較于較復(fù) 雜的分割方法所需要的計(jì)算時(shí)間較少，有望應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述聲納圖像的實(shí)時(shí) 處理。
[0121] 在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，像素點(diǎn)生成單元，用于將所述 聲納圖像中的像素點(diǎn)代入公式r(.Y,t〇=P ，中生成二值圖像的像素 ? [1 ./(Λ-, \-)e(r(PL-IJ 點(diǎn)，其中，f (x，y)表示所述二值圖像的像素點(diǎn)，τ0表示所述初始分割閾值，L表示灰度圖像 的最大灰度等級(jí)；
[0122] 二值圖像繪制單元，用于利用所述二值圖像的像素點(diǎn)繪制所述二值圖像。
[0123] 本實(shí)施例僅提供了一種可行的根據(jù)所述初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值 圖像的過程，本申請(qǐng)對(duì)此并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。
[0124] 需要說明的是，同樣的，根據(jù)所述二值圖像生成邊緣圖像可以包括：
[0125]將所述二值圖像的像素點(diǎn)代入公式f〃（義，7)=6(^6(；^ (x，y)) I Sobel中生成所述邊 緣圖像的像素點(diǎn)，其中，f〃（x，y)表示所述邊緣圖像的像素點(diǎn)，edgeOls。^表示利用Sobel算 子進(jìn)行邊緣檢測(cè)；
[0126] 利用所述邊緣圖像的像素點(diǎn)繪制所述邊緣圖像。
[0127] 在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述判斷模塊500包括:第 一判斷單元、第二判斷單元、閾值修正單元和輸出單元;其中，
[0128] 所述第一判斷單元，用于根據(jù)所述主峰值和次主峰值的角度坐標(biāo)判斷所述第一直 線和第二直線的平行程度是否滿足平行要求，如果是，則進(jìn)入所述第二判斷單元，如果否， 則進(jìn)入所述閾值修正單元；
[0129] 所述第二判斷單元，用于判斷所述主峰值和次主峰值的長(zhǎng)度坐標(biāo)判斷所述第一直 線和第二直線的中心點(diǎn)距離是否滿足距離要求，如果是，則進(jìn)入所述輸出單元，如果否，則 進(jìn)入所述閾值修正單元；
[0130] 所述閾值修正單元，用于判斷所述初始分割閾值是否大于或等于所述截止分割閾 值，如果是，則進(jìn)入所述輸出單元;如果否，則對(duì)所述初始分割閾值與所述閾值步長(zhǎng)進(jìn)行求 和，并將求和結(jié)果作為新的初始分割閾值，返回所述圖像生成模塊200;
[0131] 所述輸出單元，用于將所述二值圖像作為分割圖像。
[0132] 其中，所述平行要求為：
[0133] 9k, 1 e [9k,2~ A Θ , 0k,2+ A Θ]；
[0134] 其中，0k>1為所述主峰值或次主峰值的角度坐標(biāo)；當(dāng)0k>1為所述主峰值的角度坐標(biāo) 時(shí)，9 k,2為所述次主峰值的角度坐標(biāo)，當(dāng)0k>1為所述次主峰值的角度坐標(biāo)時(shí)，0 k,2為所述主峰 值的角度坐標(biāo)；△ Θ為角度允許誤差。
[0135] 所述角度允許誤差的取值范圍為0°-5°，包括端點(diǎn)值。
[0136] 在本申請(qǐng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述角度允許誤差的取值為3° ;在本申請(qǐng)的其他 實(shí)施例中，所述角度允許誤差的取值還可以為0°或1°，所述角度允許誤差的取值越小，所述 線狀目標(biāo)分割方法的精度越高;本申請(qǐng)對(duì)所述中心點(diǎn)允許誤差的具體取值并不做限定，具 體視精度要求而定。
[0137] 所述距離要求為：
[0138] Pk,ie [Pk,2-Ap,pk;2+Ap]；
[0139] 其中，pk, 1為所述主峰值或次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)；當(dāng)Pk, 1為所述主峰值的中心點(diǎn) 坐標(biāo)時(shí)，Pk, 2為所述次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)Pk, 1為所述次主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，Pk, 2為 所述主峰值的中心點(diǎn)坐標(biāo)；Δ p為中心點(diǎn)允許誤差。
[0140] 所述中心點(diǎn)允許誤差的取值范圍為0像素-80像素，包括端點(diǎn)值。
[0141] 在本申請(qǐng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述中心點(diǎn)允許誤差的取值為80像素，在本申請(qǐng) 的其他實(shí)施例中，所述中心點(diǎn)允許誤差的取值還可以為50像素或60像素，所述中心點(diǎn)允許 誤差的取值越小，所述線狀目標(biāo)分割方法的精度越高;本申請(qǐng)對(duì)所述中心點(diǎn)允許誤差的具 體取值并不做限定，具體視精度要求而定。
[0142] 綜上所述，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種線狀目標(biāo)分割方法及分割系統(tǒng)，其中，所述線 狀目標(biāo)分割方法通過對(duì)所述邊緣圖像進(jìn)行霍夫變換的方法將其由直角坐標(biāo)系映射到極坐 標(biāo)系中，獲得極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖，從而能夠在所述極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中尋找 所述主峰值和次主峰值，其中，所述主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第一直線的極坐標(biāo)，所 述次主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第二直線的極坐標(biāo);然后根據(jù)所述主峰值和次主峰值 判斷所述第一直線和第二直線的位置關(guān)系是否滿足分割要求，以判斷所述初始分割閾值是 否能夠準(zhǔn)確的對(duì)所述聲納圖像中的線狀目標(biāo)進(jìn)行有效地分割，當(dāng)判斷為否，且所述初始分 割閾值不大于或等于所述截止分割閾值時(shí)，對(duì)所述初始分割閾值進(jìn)行修正后返回根據(jù)所述 初始分割閾值和所述聲納圖像生成二值圖像的步驟直至所述第一直線和第二直線的位置 關(guān)系滿足所述分割要求或所述初始分割閾值大于或等于所述截止分割閾值，以實(shí)現(xiàn)尋找理 想的初始分割閾值對(duì)所述聲納圖像進(jìn)行線狀目標(biāo)分割的目的。
[0143] 通過上述描述可以發(fā)現(xiàn)，所述線狀目標(biāo)分割方法并沒有通過利用所述聲納圖像獲 取灰度直方圖并在所述灰度直方圖中尋找谷值的方法對(duì)所述聲納圖像進(jìn)行圖像分割，避免 了由于所述聲納圖像的灰度值過于集中而找不到所述谷值的問題。并且所述線狀目標(biāo)分割 方法基于閾值分割實(shí)現(xiàn)，而閾值分割具由低運(yùn)算成本的特性，因此對(duì)于計(jì)算資源的要求不 高，相較于較復(fù)雜的分割方法所需要的計(jì)算時(shí)間較少，有望應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述 聲納圖像的實(shí)時(shí)處理。
[0144] 本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他 實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0145] 對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種線狀目標(biāo)分割方法，其特征在于，應(yīng)用于聲納圖像，所述線狀目標(biāo)分割方法包 括： 設(shè)置初始分割闊值、截止分割闊值和闊值步長(zhǎng)； 根據(jù)所述初始分割闊值和所述聲納圖像生成二值圖像； 根據(jù)所述二值圖像生成邊緣圖像，并對(duì)所述邊緣圖像進(jìn)行霍夫變換，獲得極坐標(biāo)系下 的共線累計(jì)圖； 確定所述極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中的主峰值和次主峰值，所述主峰值對(duì)應(yīng)于所述二 值圖像中的第一直線的極坐標(biāo)，為在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于最多的曲線中的 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo);所述次主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第二直線的極坐標(biāo)，為在極坐 標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于第二多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)； 根據(jù)所述主峰值和次主峰值判斷所述第一直線和第二直線的位置關(guān)系是否滿足分割 要求； 如果是，則將所述二值圖像作為分割圖像； 如果否，則判斷所述初始分割闊值是否大于或等于所述截止分割闊值，若是，則將所述 二值圖像作為分割圖像，若否，則對(duì)所述初始分割闊值與所述闊值步長(zhǎng)進(jìn)行求和，并將求和 結(jié)果作為新的初始分割闊值，返回根據(jù)所述初始分割闊值和所述聲納圖像生成二值圖像的 步驟。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述初始分割闊值和所述聲納圖 像生成二值圖像包括： 將所述聲納圖像中的像素點(diǎn)代入公式中生成二值圖 像的像素點(diǎn)，其中，f/(x，y)表示所述二值圖像的像素點(diǎn)，το表示所述初始分割闊值，L表示 灰度圖像的最大灰度等級(jí)； 利用所述二值圖像的像素點(diǎn)繪制所述二值圖像。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述主峰值和次主峰值判斷所述 第一直線和第二直線的位置關(guān)系是否滿足分割要求包括： 根據(jù)所述主峰值和次主峰值的角度坐標(biāo)判斷所述第一直線和第二直線的平行程度是 否滿足平行要求； 判斷所述主峰值和次主峰值的長(zhǎng)度坐標(biāo)判斷所述第一直線和第二直線的中屯、點(diǎn)距離 是否滿足距離要求。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述平行要求為： 白k,i ε [白k,廣Δ目，白k,2+ Δ白]; 其中，0k,i為所述主峰值或次主峰值的角度坐標(biāo)；當(dāng)0k,i為所述主峰值的角度坐標(biāo)時(shí)， Θμ為所述次主峰值的角度坐標(biāo)，當(dāng)θ、ι為所述次主峰值的角度坐標(biāo)時(shí)，Θμ為所述主峰值的 角度坐標(biāo)；A Θ為角度允許誤差； 所述角度允許誤差的取值范圍為0°-5°，包括端點(diǎn)值。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述距離要求為： Pk'i E [Pk'2- Δ P ,Pk,2+ Δ P]; 其中，Pk, 1為所述主峰值或次主峰值的中屯、點(diǎn)坐標(biāo)；當(dāng)Pk,i為所述主峰值的中屯、點(diǎn)坐標(biāo) 時(shí)，Pk, 2為所述次主峰值的中屯、點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)Pk, 1為所述次主峰值的中屯、點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，Pk, 2為所述 主峰值的中屯、點(diǎn)坐標(biāo)；Δ P為中屯、點(diǎn)允許誤差； 所述中屯、點(diǎn)允許誤差的取值范圍為0像素-80像素，包括端點(diǎn)值。6. -種水中線狀目標(biāo)分割系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用于聲納圖像，所述線狀目標(biāo)分割系統(tǒng) 包括： 初始化模塊，用于設(shè)置初始分割闊值、截止分割闊值和闊值步長(zhǎng)； 圖像生成模塊，用于根據(jù)所述初始分割闊值和所述聲納圖像生成二值圖像； 圖像變換模塊，用于根據(jù)所述二值圖像生成邊緣圖像，并對(duì)所述邊緣圖像進(jìn)行霍夫變 換，獲得極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖； 峰值尋找模塊，用于確定所述極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中的主峰值和次主峰值，所述 主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第一直線的極坐標(biāo)，為在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí) 處于最多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo);所述次主峰值對(duì)應(yīng)于所述二值圖像中的第二直線 的極坐標(biāo)，為在極坐標(biāo)系下的共線累計(jì)圖中同時(shí)處于第二多的曲線中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極坐 標(biāo)； 判斷模塊，用于根據(jù)所述主峰值和次主峰值判斷所述第一直線和第二直線的位置關(guān)系 是否滿足分割要求； 如果是，則將所述二值圖像作為分割圖像； 如果否，則判斷所述初始分割闊值是否大于或等于所述截止分割闊值，若是，則將所述 二值圖像作為分割圖像，若否，則對(duì)所述初始分割闊值與所述闊值步長(zhǎng)進(jìn)行求和，并將求和 結(jié)果作為新的初始分割闊值，返回圖像生成模塊。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像生成模塊包括： 像素點(diǎn)生成單元，用于將所述聲納圖像中的像素點(diǎn)代入公中生成二值圖像的像素點(diǎn)，其中，f/(x，y)表示所述二值圖像的像素點(diǎn)，τ〇表示所述初始分 割闊值，L表示灰度圖像的最大灰度等級(jí)； 二值圖像繪制單元，用于利用所述二值圖像的像素點(diǎn)繪制所述二值圖像。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷模塊包括:第一判斷單元、第二判 斷單元、闊值修正單元和輸出單元;其中， 所述第一判斷單元，用于根據(jù)所述主峰值和次主峰值的角度坐標(biāo)判斷所述第一直線和 第二直線的平行程度是否滿足平行要求，如果是，則進(jìn)入所述第二判斷單元，如果否，則進(jìn) 入所述闊值修正單元； 所述第二判斷單元，用于判斷所述主峰值和次主峰值的長(zhǎng)度坐標(biāo)判斷所述第一直線和 第二直線的中屯、點(diǎn)距離是否滿足距離要求，如果是，則進(jìn)入所述輸出單元，如果否，則進(jìn)入 所述闊值修正單元； 所述闊值修正單元，用于判斷所述初始分割闊值是否大于或等于所述截止分割闊值， 如果是，則進(jìn)入所述輸出單元;如果否，則對(duì)所述初始分割闊值與所述闊值步長(zhǎng)進(jìn)行求和， 并將求和結(jié)果作為新的初始分割闊值，返回所述圖像生成模塊； 所述輸出單元，用于將所述二值圖像作為分割圖像。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述平行要求為： 白k,i ε [白k,廣Δ目，白k,2+ Δ白]; 其中，0k,i為所述主峰值或次主峰值的角度坐標(biāo)；當(dāng)0k,i為所述主峰值的角度坐標(biāo)時(shí)， 0k,2為所述次主峰值的角度坐標(biāo)，當(dāng)Θ、1為所述次主峰值的角度坐標(biāo)時(shí)，θ、2為所述主峰值的 角度坐標(biāo)；A Θ為角度允許誤差； 所述角度允許誤差的取值范圍為0°-5°，包括端點(diǎn)值。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述距離要求為： Pk'i E [Pk'2- Δ P ,Pk,2+ Δ P]; 其中，Pk, 1為所述主峰值或次主峰值的中屯、點(diǎn)坐標(biāo)；當(dāng)Pk,i為所述主峰值的中屯、點(diǎn)坐標(biāo) 時(shí)，Pk, 2為所述次主峰值的中屯、點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)Pk, 1為所述次主峰值的中屯、點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，Pk, 2為所述 主峰值的中屯、點(diǎn)坐標(biāo)；Δ P為中屯、點(diǎn)允許誤差； 所述中屯、點(diǎn)允許誤差的取值范圍為0像素-80像素，包括端點(diǎn)值。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK106097345SQ201610416905
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日 公開號(hào)201610416905.6, CN 106097345 A, CN 106097345A, CN 201610416905, CN-A-106097345, CN106097345 A, CN106097345A, CN201610416905, CN201610416905.6
【發(fā)明人】劉立昕
【申請(qǐng)人】三亞深海科學(xué)與工程研究所