[发明专利]一种沉水植物覆盖面积智能监测方法

说明书

本发明提供一种沉水植物覆盖面积智能监测方法，本发明在获取沉水植物的投影图像的同时，获取投影图像对应的浊度数据；并基于浊度数据，采用不同的图像拉伸方式对投影图像进行图像拉伸，增强投影图像的对比度，得到增强图像。之后，对增强图像进行边缘检测和优化，得到边缘优化图像，最后根据边缘优化图像得到沉水植物的覆盖面积。由于本发明在沉水植物覆盖面积监测过程中，基于浊度，通过图像拉伸方式增强了边缘检测前的对比度，提高了沉水植物的拍摄图像清晰度，进而提高沉水植物覆盖面积检测的准确性。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，尤其涉及一种沉水植物覆盖面积智能监测方法。

背景技术

沉水植物具有细胞间隙发达，通气组织强大，净化水质、为水生动物提供栖息地、改良基底土壤、抑制藻类生长等作用，对水体中污染物的去除及清洁水质效果的保持有着重要的作用。因此，沉水植物是水生态、水生植物监测的重要内容。

在生态学中，盖度是衡量植被生长状况的重要概念，通过水下摄像技术利用沉水植物投影面积占水底面积的比率，可以监测沉水植物生长状况。但由于水中悬浮物存在，导致图像退化现象严重，如颜色衰退、对比度低以及细节模糊等。因此，目前存在沉水植物的拍摄图像清晰度较低，沉水植物覆盖面积的检测不准确的问题。

发明内容

本发明提供了一种沉水植物覆盖面积智能监测方法，能够提高沉水植物的拍摄图像清晰度，进而提高沉水植物覆盖面积检测的准确性。

第一方面，本发明提供了一种沉水植物覆盖面积智能监测方法，包括：获取沉水植物的投影图像以及投影图像对应的浊度数据；基于投影图像对应的浊度数据，确定投影图像对应的浊度等级；基于投影图像对应的浊度等级，对投影图像进行图像拉伸，得到增强图像；其中，不同浊度等级对应的图像拉伸方式不同；对增强图像进行边缘检测和优化，得到边缘优化图像；基于边缘优化图像，确定沉水植物的覆盖面积。

在一种可能的实现方式中，基于投影图像对应的浊度等级，对投影图像进行图像拉伸，得到增强图像之前，还包括：提取投影图像的图像模糊特征和图像结构特征；基于图像模糊特征和图像结构特征，将投影图像划分为多个区域；其中，投影图像的各区域的清晰度不同；对投影图像的清晰度进行注意力分析，得到注意力矩阵；注意力矩阵中清晰像素的权重高于模糊像素的权重；基于投影图像的多个区域，以及注意力矩阵，重建投影图像，实现对投影图像的预处理。

在一种可能的实现方式中，基于投影图像对应的浊度等级，对投影图像进行图像拉伸，得到增强图像，包括：基于投影图像对应的浊度等级，确定投影图像的拉伸方案；拉伸方案包括以下其中一项：直方图拉伸，Retinex拉伸，对数变化拉伸，指数变化拉伸，最大最小拉伸和分段线性拉伸；基于投影图像的拉伸方案，对投影图像进行图像拉伸，得到增强图像。

在一种可能的实现方式中，基于投影图像对应的浊度等级，确定投影图像的拉伸方案，包括：若投影图像对应的浊度等级为低浑浊度，则投影图像的拉伸方案为直方图拉伸或Retinex拉伸；相应的，基于投影图像的拉伸方案，对投影图像进行图像拉伸，得到增强图像，包括：对投影图像进行空间转换，将RGB空间转换为HSV空间，得到HSV空间的H分量、S分量和V分量；对于HSV空间的任一分量，计算该分量的像素总数以及该分量中各像素的灰度值；基于该分量的像素总数以及该分量中各像素的灰度值，进行等级划分，得到多个灰度等级；计算各灰度等级对应的累计分布值；基于各灰度等级对应的累计分布值，对该分量进行直方图均衡化，得到该分量对应的拉伸分量；基于HSV空间中各分量对应的拉伸分量，进行空间转换，将HSV空间转换为RGB空间，得到增强图像。