r>[0111] 在優(yōu)選例中,對于圖像中的非零像素點進行逐行的統(tǒng)計,第i行的非零像素點個 數(shù)為Ni,如果Ni>80,判定為水岸線區(qū)域,從而進一步精確R0I。
[0112] 在優(yōu)選例中,在步驟A2與步驟A3之間執(zhí)行中值濾波處理步驟,具體包括:
[0113] 中值濾波處理步驟。利用中值濾波對步驟A2得到的二值水岸線區(qū)域圖像過濾脈 沖噪聲,公式如下:
[0114] g(x,y) =median{f(x-i,y-j)} (i,j)eff
[0115] 其中,g表示中值濾波處理之后的圖像,g(x,y)表示(x,y)位置的像素點的灰度 值,median{ ·}表示取中值,X表示像素點橫坐標,y表示像素點縱坐標,f表示濾波前的圖 像,f(x-i,y-j)表示(x-i,y-j)位置像素點的灰度值,W表示二維模板,優(yōu)選地選取3*3模 板,i表示二維模板橫坐標,j表示二維模板縱坐標。
[0116] 得到經(jīng)過濾波的水岸線區(qū)域圖像。
[0117] 具體應(yīng)用過程中,可以利用opencv庫中的medianBlur函數(shù)進行中值濾波。
[0118] 在優(yōu)選例中,對水岸線區(qū)域圖像進行邊緣檢測所采用算子可以是RobertsCross 算子、Prewitt算子、Sobel算子、Kirsch算子、羅盤算子、Canny算子,Laplacian算子等等, 還采用如下的改進的canny邊緣檢測,具體為:
[0119] 對經(jīng)過濾波的水岸線區(qū)域圖像進行改進的canny邊緣檢測,具體為:
[0120] 利用sobel算子對水岸線區(qū)域圖像進行遍歷,得到水岸線區(qū)域圖像的梯度方向和 梯度大?。?br>[0121] sobel算子如下:
[0123] 其中,sx表示橫坐標方向上的算子,sy表示縱坐標方向上的算子。
[0124] 梯度的大小和梯度方向的計算公式如下:
[0125] gx =(m6+2m7+m8) - (m〇+2m1+m2)
[0126] gy =(m2+2m5+m8)-(m〇+2m3+m6)
[0129] 其中,G[i,j]表示水岸線區(qū)域圖像(i,j)位置像素的梯度大小,i表示水岸線區(qū)域 圖像橫坐標,j表示水岸線區(qū)域圖像縱坐標;mQ~ms表示水岸線區(qū)域圖像對應(yīng)sobel算子 位置處的像素點灰度值;gx表示水平方向梯度大小,gy表示垂直方向梯度大小,Μ表示圖像 中3*3區(qū)域像素點集合。
[0130] 定義權(quán)重函數(shù)
[0136] w。表示權(quán)重函數(shù),g(x,y)表示二維高斯函數(shù),。表示尺度參數(shù),||IIi表示L1范 數(shù),DoG。表示所有DoG。(X,y)所組成的向量,||H(D〇G。)|| 1表示所有DoG。(X,y)絕對值之 和;g。(X,y),g4。(X,y)分別表示尺度參數(shù)為Ο,4 〇的二維高斯函數(shù),z表示有理數(shù),H(z) 表示z小于0時取0,z大于0時取z,D〇G。(x,y),表示尺度參數(shù)分別為4σ、σ的二維高斯 函數(shù)相減,X表示像素點水平坐標,y表示像素點垂直方向坐標。
[0137] 得到水岸線區(qū)域之后可以進行一個邊緣檢測,針對邊緣檢測容易檢測到無效邊緣 的特點,可以進行一個紋理抑制的改進,在二維高斯函數(shù)確定的一個圓環(huán)區(qū)域內(nèi)進行一個 相似紋理的抑制,關(guān)于相似紋理的判斷,可以利用該像素點的梯度大小和方向進行界定。
[0138] 利用上述公式可以進行一個周圍紋理抑制,對于當前像素點,如果和鄰域圓環(huán)內(nèi) 其它像素點的梯度大小和方向近似,就予以抑制。得到經(jīng)過紋理抑制后的水岸線圖像。
[0139] 其中|| . ||為L1范數(shù)。定義半徑rl和r2,如圖2所示。在半徑為rl的圓內(nèi), DoG。(X,y)〈0,其權(quán)重w。為 0,具體σ= 1,r丨=2σ,r2= 4r1<3
[0140] 在優(yōu)選例中,利用opencv庫中的Canny()函數(shù)進行邊緣檢測,低閾值采取100,高 閾值采取400。
[0141] 在優(yōu)選例中,在步驟A3與步驟A4之間執(zhí)行邊緣信息過濾步驟,具體如下:
[0142] 設(shè)計7個算子進行經(jīng)過紋理抑制后的水岸線圖像的遍歷,可以減少圖像的無效邊 緣。
[0145]在優(yōu)選例中,步驟A4包括如下步驟:
[0146] 霍夫變換
[0147] p=xcosΘ+ysinΘ
[0148] 其中,p表示原點到經(jīng)過(X,y)點直線的幾何垂直距離,Θ表示垂線與X軸夾角; 可以把圖像的像素點從(x,y)空間轉(zhuǎn)換到(Ρ,Θ)空間,對經(jīng)過紋理抑制后的水岸線圖像 中的每一個像素點(x,y)來說,以一個確定的角度間隔ΑΘ計算Θ從-180°到180°的 相應(yīng)P,從而變換到參數(shù)空間(Ρ,Θ),對參數(shù)空間(ρ,Θ)中的像素點個數(shù)進行投票累 計,從投票累計個數(shù)就可以得出最長直線。考慮到水岸線與水平線的夾角的絕對值一般不 會超過30°,本文對霍夫變換的檢測范圍作出調(diào)整,Θ的計算范圍為-30°到30°。
[0149] 在優(yōu)選例中,利用Opnecv的HoughLines進行hough變換,從圖像中進行直線的提 取,識別出水岸線。
[0150] 在優(yōu)選例中,所述顯著性檢測步驟,包括如下步驟:
[0151] 首先利用稀疏字典對圖像進行稀疏特征表示,設(shè)A為稀疏基,為第i個基函數(shù)。 設(shè)W為濾波函數(shù),w=A\上標-1表示稀疏基A求逆,W= [Wi,w2,…,w192]T,每一行的Wj, j= 1,2,…,192,可以看作是對待處理圖像集合的線性濾波器。
[0152] 圖像的稀疏表示s可以看作是對所有線性濾波器%的響應(yīng)。給出一幅圖像的向 量化表示X,可以表示為S=Wx。
[0153] 增量編碼長度是一種符合人的視覺特征的顯著性表示方法,能夠使得系統(tǒng)能量分 配達到最佳。
[0154] 定義Pi為第i個基函數(shù)對于采樣矩陣X= [x'x2,…,xk,···]的響應(yīng),其中采樣矩 陣X是經(jīng)過向量化的圖像矩陣??梢缘贸鯬lS:
[0156] 其中,k為正整數(shù),取值范圍是[1,192],WieW,xkeX,i為正整數(shù),i的取值范圍 為[0, 192]。
[0157] 對于基函數(shù)關(guān)于圖像響應(yīng)的概率密度函數(shù)p可以定義為:p= |Pl,p2,…,ρη|τ。定 義Ρ的信息熵為Η(ρ),離散信息熵計算公式為:
[0159] 其中,Η(ρ)為信息熵,η表示概率密度函數(shù)ρ的列數(shù)。
[0160] 下面計算信息熵函數(shù)的增量:
[0162] 其中:Pj表示概率密度函數(shù)ρ的第j列,j的取值范圍為[1,n];pi表示概率密度 函數(shù)P的第i列,i的取值范圍為[l,n];
[0164] 由此可以得出,增量編碼長度ICL為:
[0166] 其中,ICL(Pl)表示關(guān)于?1的增量編碼長度。
[0167] 定義顯著特征S,S的全集是{1,2,…,n},S={i|ICUpJX)}。定義通過第i個 顯著特征S得到的能量為山,如果當前特征S。不屬于顯著特征,那么定義dk = 〇(kev);
[0169] 其中,4表示不屬于顯著特征的特征,k為正整數(shù),取值范圍是S的補集;
[0170] 最后給定一個圖像X= [X1,X2,…,xn],可以量化得到顯著區(qū)域向量圖M,Μ= ...,mn]其中:
[0172] 其中,mk表示顯著區(qū)域向量圖的第k列,k的取值范圍為[1,η]。
[0173] 為了將該顯著區(qū)域圖轉(zhuǎn)換到圖像中顯示,需要進行一個歸一化的處理。首先對于 顯著區(qū)域圖向量Μ,對每一個元素求取絕對值,之后轉(zhuǎn)換到[0,1···,255]域,之后再把向量 化的顯著區(qū)域圖轉(zhuǎn)換到二維的圖像矩陣Μ',該圖像Μ'就是最終的顯著矩陣檢測圖。
[0174] 更為具體地:
[0175] 第一步,將R0I作為處理圖像,進行歸一化為0-1范圍內(nèi)的double類型,是進行 0_255int類型線性歸一化到Ο-ldouble類型。
[0176] 第二步,將二維圖