[发明专利]一种水下浅地层剖面图像底质分类方法及系统

权利要求书

1.一种水下浅地层剖面图像底质分类方法，其特征在于，包括：

获取浅地层剖面测试图像；所述浅地层剖面测试图像是由多列测试子图像构成；所述测试子图像包括连续的多呯声反射信号时间测试序列；

确定所述浅地层剖面测试图像中的水体底质界面线、水体底质界面层和表层剖面层；

依据所述浅地层剖面测试图像中的水体底质界面线、水体底质界面层和表层剖面层对每列所述测试子图像进行特征提取，得到浅地层测试特征提取集合；所述浅地层测试特征提取集合包括多列所述测试子图像的界面线测试特征量、界面层测试特征量和表层剖面测试特征量；所述界面线测试特征量表示所述浅地层剖面测试图像中的水体底质界面线的复杂度；所述界面层测试特征量为所述浅地层剖面测试图像中的水体底质界面层的灰度均值；所述表层剖面测试特征量包括所述浅地层剖面测试图像中的表层剖面的灰度统计特征和所述浅地层剖面测试图像中的垂向纹理特征；

依据所述浅地层测试特征提取集合，采用基于滑动窗口的机器学习法得到浅地层剖面测试图像的底质分类结果；

所述依据所述浅地层测试特征提取集合，采用基于滑动窗口的机器学习法得到浅地层剖面测试图像的底质分类结果，具体包括：

将所述浅地层剖面测试图像划分为多个窗口；一个所述窗口对应一列测试子图像；所述窗口的宽度是根据所述浅地层剖面测试图像中底质在空间上连续分布的区域直径和所述浅地层剖面测试图像的水平分辨率确定的；

将所述浅地层测试特征提取集合输入至训练好的机器学习分类模型中，得到每个所述窗口的窗口类别；所述窗口类别为所述窗口对应的图像的底质类别；

判断每相邻两个所述窗口的窗口类别是否相同；

若相邻两个所述窗口的窗口类别不相同，则将窗口类别不同的相邻的两个窗口确定为目标窗口，并将所述目标窗口对应的图像以设定步长划分为k个子窗口；所述子窗口的宽度与所述窗口的宽度相等；其中，2w_h/k＞1，w_h为窗口的宽度；相邻所述子窗口之间有设定的重叠区域；所述重叠区域的宽度为w_h(1-2/k)的取整值；

将所述浅地层测试特征提取集合中与所述目标窗口对应的界面线测试特征量、界面层测试特征量和表层剖面测试特征量，输入至所述训练好的机器学习分类模型中，得到每个所述子窗口的子窗口类别；所述子窗口类别为所述子窗口对应的图像的底质类别；

判断每相邻两个所述子窗口的子窗口类别是否相同；

若相邻两个所述子窗口的子窗口类别不相同，则将子窗口类别不同的相邻的两个子窗口确定为目标窗口，继续划分子窗口并对划分的子窗口分类，直至2w_h/k≤1，得到浅地层剖面测试图像的底质分类结果。

2.根据权利要求1所述的一种水下浅地层剖面图像底质分类方法，其特征在于，还包括对所述浅地层剖面测试图像的底质分类结果进行空间连续性处理；

所述对所述浅地层剖面测试图像的底质分类结果进行空间连续性处理，具体包括：

根据所述浅地层剖面测试图像的底质分类结果，判断当前列测试子图像p的底质类别与相邻列测试子图像的底质类别是否相同；

若当前列测试子图像p的底质类别为第一类别，第p-a列测试子图像至第p-1列测试子图像的底质类别均为所述第一类别，第p+1列测试子图像至第p+b列测试子图像的底质类别均为第二类别，第p+b+1列测试子图像的底质类别为所述第一类别，且b≤T_h时，则将第p+1列测试子图像至第p+b列测试子图像的底质类别确定为第一类别；T_h为设定空间异质性阈值，1≤a＜p，b＞1。