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结合背景建模的水下运动发光目标阈值分割方法

王嘉 关夏威 张昊 付少波 张宇昂 宋清华

王嘉, 关夏威, 张昊, 等. 结合背景建模的水下运动发光目标阈值分割方法[J]. 水下无人系统学报, 2025, 33(1): 1-7 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0107
引用本文: 王嘉, 关夏威, 张昊, 等. 结合背景建模的水下运动发光目标阈值分割方法[J]. 水下无人系统学报, 2025, 33(1): 1-7 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0107
WANG Jia, GUAN Xia-wei, ZHANG Hao, FU Shao-bo, ZHANG Yu-ang, SONG Qing-hua. Threshold Segmentation Method for Underwater Moving Luminous Targets Combined with Background Modeling[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0107
Citation: WANG Jia, GUAN Xia-wei, ZHANG Hao, FU Shao-bo, ZHANG Yu-ang, SONG Qing-hua. Threshold Segmentation Method for Underwater Moving Luminous Targets Combined with Background Modeling[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0107

结合背景建模的水下运动发光目标阈值分割方法

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0107
基金项目: 湖北省青年拔尖人才计划项目资助.
详细信息
    作者简介:

    王嘉:王 嘉(1996-), 男, 硕士, 工程师, 主要研究方向为水下无人系统

  • 中图分类号: TJ630.34; TP29

Threshold Segmentation Method for Underwater Moving Luminous Targets Combined with Background Modeling

  • 摘要: 针对水下运动发光目标的视觉定位提出了一种结合背景建模的自适应阈值分割方法。首先基于高斯混合模型进行背景建模, 粗略筛选出图像中具有动态特性的若干区域; 然后在HSV色彩空间中对这些区域内像素的特征进行分析, 以此判别区域内是否存在目标; 得到包含有目标的区域后应用Otsu法计算区域内的分割阈值; 最后, 基于该阈值对包含目标区域进行二值化处理实现目标提取。该方法为缓解水下复杂场景中亮度变化和杂物干扰给视觉定位造成的影响, 充分利用了目标的运动状态以及颜色、亮度属性, 将背景建模和阈值分割相结合, 提高了分割的精准度和稳定性。试验结果表明, 该算法针对亮度变化、光晕模糊、气泡干扰等水下视觉定位中的常见问题具有较强的适应性, 且不依赖于初始参数的选取, 较为适合于工程应用。

     

  • 图  1  绿色点光源在不同色彩空间中的成像

    Figure  1.  Images of green point light in different color spaces

    图  2  有气泡干扰情况下几种背景建模方法的处理结果

    Figure  2.  Processing results of several background modeling methods under the interference of bubbles

    图  3  Otsu法和三角法处理结果

    Figure  3.  Processing results of Otsu method and triangle method

    图  4  文中算法流程图

    Figure  4.  Flow chart of the algorithm in this paper

    图  5  不同算法对于绿色点光源目标的分割效果对比

    Figure  5.  Comparison of segmentation for green point light source targets using different algorithms

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-06-05
  • 修回日期:  2024-09-17
  • 录用日期:  2024-09-26
  • 网络出版日期:  2025-01-13

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