一種基于圖像處理的激光成像探測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像處理的激光成像探測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在水下人體檢測(cè)中，如果使用激光成像，很難確定探測(cè)器的快門觸發(fā)時(shí)間，即無(wú)法確定何時(shí)觸發(fā)探測(cè)器對(duì)水下人體目標(biāo)進(jìn)行拍攝，以獲得包含水下人體的水下激光圖像，同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中仍缺乏專門針對(duì)水下人體檢測(cè)的檢測(cè)機(jī)制，導(dǎo)致水下人體檢測(cè)的精度和效率不高。
[0003]為此，本發(fā)明提出了一種基于圖像處理的激光成像探測(cè)方法，能夠準(zhǔn)確激光成像設(shè)備探測(cè)器的快門觸發(fā)時(shí)間，同時(shí)集成了一種專用了水下人體圖像識(shí)別的圖像處理設(shè)備，從而在對(duì)高精度激光圖像的基礎(chǔ)上分析出水下人體目標(biāo)所在，為水下打撈和營(yíng)救提供重要的參考數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于圖像處理的激光成像探測(cè)方法，引入聲納和聲納圖像處理設(shè)備確定激光成像設(shè)備探測(cè)器的快門觸發(fā)時(shí)間，同時(shí)對(duì)激光圖像進(jìn)行有針對(duì)性的水下人體目標(biāo)識(shí)別和定位，從而能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地檢測(cè)出水下的溺水人員。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于圖像處理的激光成像探測(cè)方法，該方法包括:1)提供一種基于圖像處理的激光成像探測(cè)平臺(tái)，用于水下人體識(shí)別，所述探測(cè)平臺(tái)包括激光成像設(shè)備和人體檢測(cè)設(shè)備，所述激光成像設(shè)備基于聲納圖像處理結(jié)果啟動(dòng)對(duì)水下激光圖像的拍攝，所述人體檢測(cè)設(shè)備與所述激光成像設(shè)備連接，對(duì)所述水下激光圖像進(jìn)行圖像處理以確定是否存在人體目標(biāo)；2)使用所述探測(cè)平臺(tái)來進(jìn)行探測(cè)。
[0006]更具體地，在所述基于圖像處理的激光成像探測(cè)平臺(tái)中，還包括:靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，設(shè)置在所述探測(cè)平臺(tái)主體架構(gòu)上，預(yù)先存儲(chǔ)了亮度閾值上限和亮度閾值下限，還用于預(yù)先存儲(chǔ)黑白閾值和像素?cái)?shù)閾值，所述黑白閾值用于對(duì)圖像執(zhí)行二值化處理，所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備還預(yù)先存儲(chǔ)了灰度化人形模版，所述灰度化人形模版為對(duì)基準(zhǔn)人體進(jìn)行拍攝所得到的人體圖像執(zhí)行灰度化處理而獲得；聲納設(shè)備，設(shè)置在所述探測(cè)平臺(tái)主體架構(gòu)上，用于對(duì)水下目標(biāo)執(zhí)行聲納圖像采集，以獲得聲納圖像；聲納圖像處理設(shè)備，設(shè)置在所述探測(cè)平臺(tái)主體架構(gòu)上，與所述聲納設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，包括第一檢測(cè)子設(shè)備、第二檢測(cè)子設(shè)備和目標(biāo)距離檢測(cè)子設(shè)備，所述第一檢測(cè)子設(shè)備與所述聲納設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于采用亮度閾值上限遍歷聲納圖像以分割出核心目標(biāo)區(qū)域；所述第二檢測(cè)子設(shè)備與所述第一檢測(cè)子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于以所述核心目標(biāo)區(qū)域的邊緣點(diǎn)作為種子點(diǎn)，利用亮度閾值下限對(duì)核心目標(biāo)區(qū)域附近的像素點(diǎn)進(jìn)行亮度判斷，以獲得并分割出最終目標(biāo)區(qū)域；所述目標(biāo)距離檢測(cè)子設(shè)備與所述第二檢測(cè)子設(shè)備連接，計(jì)算最終目標(biāo)區(qū)域的中心點(diǎn)到聲納圖像檢測(cè)原點(diǎn)的距離并作為目標(biāo)距離輸出；所述激光成像設(shè)備，設(shè)置在所述探測(cè)平臺(tái)主體架構(gòu)上，包括激光器、探測(cè)器和微控制器，所述激光器對(duì)水下目標(biāo)發(fā)出激光束，以在所述激光束被水下目標(biāo)反射到所述探測(cè)器時(shí)，便于所述探測(cè)器的拍攝，所述微控制器與所述聲納圖像處理設(shè)備、所述激光器和所述探測(cè)器分別連接，基于目標(biāo)距離和激光在水下傳播速度確定所述探測(cè)器快門的選通時(shí)間，并在選通時(shí)間到達(dá)時(shí)，選通所述探測(cè)器的快門，觸發(fā)所述探測(cè)器對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行拍攝，以獲得水下激光圖像；所述人體檢測(cè)設(shè)備，設(shè)置在所述探測(cè)平臺(tái)主體架構(gòu)上，與所述激光成像設(shè)備連接，包括圖像預(yù)處理子設(shè)備、二值化處理子設(shè)備、列邊緣檢測(cè)子設(shè)備、行邊緣檢測(cè)子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備，所述圖像預(yù)處理子設(shè)備與所述激光成像設(shè)備連接，以對(duì)所述水下激光圖像依次執(zhí)行自適應(yīng)邊緣增強(qiáng)和小波濾波處理，以獲得預(yù)處理水下圖像；所述二值化處理子設(shè)備與所述圖像預(yù)處理子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，將所述預(yù)處理水下圖像的每一個(gè)像素的亮度與所述黑白閾值分別比較，當(dāng)像素的亮度大于所述黑白閾值時(shí)，將像素記為白色像素，當(dāng)像素的亮度小于所述黑白閾值時(shí)，將像素記為黑色像素，從而獲得二值化水下圖像；所述列邊緣檢測(cè)子設(shè)備與所述二值化處理子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于對(duì)所述二值化水下圖像，計(jì)算每列黑色像素的數(shù)目，將黑色像素的數(shù)目大于等于所述像素?cái)?shù)閾值的列記為邊緣列；所述行邊緣檢測(cè)子設(shè)備與所述二值化處理子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于對(duì)所述二值化水下圖像，計(jì)算每行黑色像素的數(shù)目，將黑色像素的數(shù)目大于等于所述像素?cái)?shù)閾值的行記為邊緣行；所述目標(biāo)分割子設(shè)備與所述列邊緣檢測(cè)子設(shè)備和所述行邊緣檢測(cè)子設(shè)備分別連接，將邊緣列和邊緣行交織的區(qū)域作為目標(biāo)存在區(qū)域，并從所述二值化水下圖像中分割出所述目標(biāo)存在區(qū)域以作為目標(biāo)子圖像輸出；所述目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備與所述目標(biāo)分割子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，將所述目標(biāo)子圖像與所述灰度化人形模版匹配，匹配成功，則輸出存在人體信號(hào)，匹配失敗，則輸出不存在人體信號(hào)；數(shù)字信號(hào)處理器，設(shè)置在所述探測(cè)平臺(tái)主體架構(gòu)上，與所述人體檢測(cè)設(shè)備連接，用于在接收到所述存在人體信號(hào)時(shí)，將所述目標(biāo)子圖像執(zhí)行MPEG-2壓縮編碼以獲得壓縮圖像，并將所述壓縮圖像和所述存在人體信號(hào)通過水下電纜傳送到水上救援中心；其中，所述數(shù)字信號(hào)處理器在接收到所述不存在人體信號(hào)時(shí)，將所述不存在人體信號(hào)通過水下電纜傳送到水上救援中心。
[0007]更具體地，在所述基于圖像處理的激光成像探測(cè)平臺(tái)中，所述探測(cè)平臺(tái)還包括:GPS定位設(shè)備，設(shè)置在所述探測(cè)平臺(tái)主體架構(gòu)上方的水面浮標(biāo)上，與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接，用于在接收到所述存在人體信號(hào)時(shí)，將接收到的GPS定位數(shù)據(jù)發(fā)送到水上救援中心。
[0008]更具體地，在所述基于圖像處理的激光成像探測(cè)平臺(tái)中:所述GPS定位設(shè)備包括太陽(yáng)能光伏板，用于為所述GPS定位設(shè)備提供電力供應(yīng)。
[0009]更具體地，在所述基于圖像處理的激光成像探測(cè)平臺(tái)中:所述數(shù)字信號(hào)處理器為TI公司的DSP芯片。
[0010]更具體地，在所述基于圖像處理的激光成像探測(cè)平臺(tái)中:所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備為SDRAM0
【附圖說明】
[0011]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于圖像處理的激光成像探測(cè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0013]附圖標(biāo)記:1激光成像設(shè)備；2人體檢測(cè)設(shè)備
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的基于圖像處理的激光成像探測(cè)平臺(tái)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]水下激光成像對(duì)激光成像設(shè)備的快門觸發(fā)時(shí)間要求較高，其直接決定了成像的質(zhì)量，目前尚沒有專門針對(duì)水下環(huán)境的激光成像技術(shù)的出現(xiàn)，同時(shí)，缺乏專門針對(duì)水下人體識(shí)別的圖像處理技術(shù)。
[0016]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種基于圖像處理的激光成像探測(cè)平臺(tái)，同時(shí)解決了水下激光成像設(shè)備的快門觸發(fā)時(shí)間控制和水下人體檢測(cè)控制兩大難題，提高了水下人體檢測(cè)效率。
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于圖像處理的激光成像探測(cè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)方