[发明专利]一种基于图像处理的激光成像探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种基于图像处理的激光成像探测方法。

背景技术

在水下人体检测中，如果使用激光成像，很难确定探测器的快门触发时间，即无法确定何时触发探测器对水下人体目标进行拍摄，以获得包含水下人体的水下激光图像，同时，现有技术中仍缺乏专门针对水下人体检测的检测机制，导致水下人体检测的精度和效率不高。

为此，本发明提出了一种基于图像处理的激光成像探测方法，能够准确激光成像设备探测器的快门触发时间，同时集成了一种专用了水下人体图像识别的图像处理设备，从而在对高精度激光图像的基础上分析出水下人体目标所在，为水下打捞和营救提供重要的参考数据。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于图像处理的激光成像探测方法，引入声纳和声纳图像处理设备确定激光成像设备探测器的快门触发时间，同时对激光图像进行有针对性的水下人体目标识别和定位，从而能够准确、及时地检测出水下的溺水人员。

根据本发明的一方面，提供了一种基于图像处理的激光成像探测方法，该方法包括：1)提供一种基于图像处理的激光成像探测平台，用于水下人体识别，所述探测平台包括激光成像设备和人体检测设备，所述激光成像设备基于声纳图像处理结果启动对水下激光图像的拍摄，所述人体检测设备与所述激光成像设备连接，对所述水下激光图像进行图像处理以确定是否存在人体目标；2)使用所述探测平台来进行探测。

更具体地，在所述基于图像处理的激光成像探测平台中，还包括：静态存储设备，设置在所述探测平台主体架构上，预先存储了亮度阈值上限和亮度阈值下限，还用于预先存储黑白阈值和像素数阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理，所述静态存储设备还预先存储了灰度化人形模版，所述灰度化人形模版为对基准人体进行拍摄所得到的人体图像执行灰度化处理而获得；声纳设备，设置在所述探测平台主体架构上，用于对水下目标执行声纳图像采集，以获得声纳图像；声纳图像处理设备，设置在所述探测平台主体架构上，与所述声纳设备和所述静态存储设备分别连接，包括第一检测子设备、第二检测子设备和目标距离检测子设备，所述第一检测子设备与所述声纳设备和所述静态存储设备分别连接，用于采用亮度阈值上限遍历声纳图像以分割出核心目标区域；所述第二检测子设备与所述第一检测子设备和所述静态存储设备分别连接，用于以所述核心目标区域的边缘点作为种子点，利用亮度阈值下限对核心目标区域附近的像素点进行亮度判断，以获得并分割出最终目标区域；所述目标距离检测子设备与所述第二检测子设备连接，计算最终目标区域的中心点到声纳图像检测原点的距离并作为目标距离输出；所述激光成像设备，设置在所述探测平台主体架构上，包括激光器、探测器和微控制器，所述激光器对水下目标发出激光束，以在所述激光束被水下目标反射到所述探测器时，便于所述探测器的拍摄，所述微控制器与所述声纳图像处理设备、所述激光器和所述探测器分别连接，基于目标距离和激光在水下传播速度确定所述探测器快门的选通时间，并在选通时间到达时，选通所述探测器的快门，触发所述探测器对水下目标进行拍摄，以获得水下激光图像；所述人体检测设备，设置在所述探测平台主体架构上，与所述激光成像设备连接，包括图像预处理子设备、二值化处理子设备、列边缘检测子设备、行边缘检测子设备、目标分割子设备和目标识别子设备，所述图像预处理子设备与所述激光成像设备连接，以对所述水下激光图像依次执行自适应边缘增强和小波滤波处理，以获得预处理水下图像；所述二值化处理子设备与所述图像预处理子设备和所述静态存储设备分别连接，将所述预处理水下图像的每一个像素的亮度与所述黑白阈值分别比较，当像素的亮度大于所述黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的亮度小于所述黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化水下图像；所述列边缘检测子设备与所述二值化处理子设备和所述静态存储设备分别连接，用于对所述二值化水下图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的列记为边缘列；所述行边缘检测子设备与所述二值化处理子设备和所述静态存储设备分别连接，用于对所述二值化水下图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的行记为边缘行；所述目标分割子设备与所述列边缘检测子设备和所述行边缘检测子设备分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并从所述二值化水下图像中分割出所述目标存在区域以作为目标子图像输出；所述目标识别子设备与所述目标分割子设备和所述静态存储设备分别连接，将所述目标子图像与所述灰度化人形模版匹配，匹配成功，则输出存在人体信号，匹配失败，则输出不存在人体信号；数字信号处理器，设置在所述探测平台主体架构上，与所述人体检测设备连接，用于在接收到所述存在人体信号时，将所述目标子图像执行MPEG-2压缩编码以获得压缩图像，并将所述压缩图像和所述存在人体信号通过水下电缆传送到水上救援中心；其中，所述数字信号处理器在接收到所述不存在人体信号时，将所述不存在人体信号通过水下电缆传送到水上救援中心。