[发明专利]一种用于水下机器人的图像目标快速检测方法及装置

权利要求书

1.一种用于水下机器人的图像目标快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过水下摄像机获取水下图像；

对水下图像进行图像增强处理；

对增强后的图像进行目标识别，得到目标轮廓在图像中的位置；

水下机器人根据目标位置进行作业。

2.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的图像目标快速检测方法，其特征在于，所述对水下图像进行图像增强处理，包括以下步骤：

采用白平衡算法对水下图像进行色彩恢复，得到多分辨率融合的图像I₁；

对图像I₁进行降噪处理，得到降噪后的图像I₂；

将图像I₁和图像I₂分别采用拉普拉斯金字塔分解，使图像I₁和图像I₂均分解成不同分辨率的多个图像；

分别提取图像I₁和图像I₂的亮度通道，并依次经过拉普拉斯滤波、局部对比度计算、显著性计算、归一化形成两个融合权重图像W₁与图像W₂；

将图像W₁与图像W₂分别经过高斯金字塔分解，得到不同分辨率的权重系数；

将不同分辨率的权重系数与该分辨率的图像相乘后，得到该分辨率下的加权图像，将相同分辨率下图像I₁和图像I₂的加权图像相加，得到该分辨率下单通道的融合图像；

采用金字塔重建，将多个分辨率的单通道重构成原始分辨率的图像。

3.根据权利要求2所述的一种用于水下机器人的图像目标快速检测方法，其特征在于，所述白平衡算法为完美反射法。

4.根据权利要求2所述的一种用于水下机器人的图像目标快速检测方法，其特征在于，使用双边滤波法对图像进行降噪处理。

5.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的图像目标快速检测方法，其特征在于，使用卷积神经网络对增强后的图像进行目标识别，卷积神经网络的输入为待检测图像，输出为目标的轮廓，并使用带有轮廓标记的水下图像对卷积神经网络进行训练。

6.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的图像目标快速检测方法，其特征在于，所述对增强后的图像进行目标识别，包括以下步骤：

1)对输入的图像依次经过两次卷积和两次激活函数处理；

2)将处理后的图像进行下采样，降低图像分辨率至长宽各二分之一尺度；

3)重复执行步骤1)～步骤2)，直至图像的分辨率达到设定的大小；

4)对图像进行上采样，提高图像分辨率至长宽各二倍尺度；

5)对输入的图像依次经过两次卷积和两次激活函数处理；

6)重复执行步骤4)～步骤5)，直至图像的分辨率达到原始大小。

7.一种用于水下机器人的图像目标快速检测装置，其特征在于，包括：

水下摄像机，用于获取水下图像；

图像增强程序，用于对水下图像进行图像增强处理；

图像识别程序，用于对增强后的图像进行目标识别，得到目标轮廓在图像中的位置；

嵌入式并行计算单元，用于部署图像增强程序和图像识别程序，并将识别后的目标位置发送给水下机器人。

8.根据权利要求7所述的一种用于水下机器人的图像目标快速检测装置，其特征在于，所述嵌入式并行计算单元为移动设备的图像处理单元GPU。