基于灰度化权值调整的水下彩色图像分割-哈尔滨工程大学学报.PDFVIP

第３６卷第５期 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ．３６ №．５ ２０１５年５月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｍａｙ ２０１５ 基于灰度化权值调整的水下彩色图像分割 张铭钧，李煊，王玉甲 （哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨 １５０００１） 摘　 要：针对传统自适应阈值法在水下图像分割过程中存在目标与背景粘连等问题，提出一种基于灰度化权值调整的水 下彩色图像分割方法。 区别于传统阈值分割方法中灰度化权值固定且研究如何确定合适阈值的思路，研究灰度化权值 调整方法。 本文方法利用统计得到的图像灰度信息来确定不同通道内目标与背景间灰度级差异性的大小，提高差异性 较大通道的比例，以增强灰度化后图像中目标与背景的对比度，同时减小差异性较小通道的比例，以降低其对灰度化结 果的干扰，对灰度化后的图像进行阈值分割得到最终分割结果。 针对水下作业的时序列图像，设计了两步序列图像处理 方式来降低耗时。 通过４组水下对比实验以及耗时实验对方法的有效性进行了验证。 关键词：灰度化；图像分割；阈值分割；水下彩色图像；机器视觉；彩色模型 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１４０３０１８ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ／ ２３．１３９０．Ｕ１６０２．００８．ｈｔｍｌ 中图分类号：ＴＰ２４　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１５）０５⁃０７０７⁃０７ Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｃｏｌｏｒ ｉｍａｇｅ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗｅｉｇｈｔ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｆｏｒ ｃｏｌｏｒ⁃ｔｏ⁃ｇｒａｙ ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎｇｊｕｎ，ＬＩ Ｘｕａｎ，ＷＡＮＧ Ｙｕｊｉａ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａｎ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｃｏｌｏｒ ｉｍａｇｅ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗｅｉｇｈｔ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｆｏｒ ｃｏｌ⁃ ｏｒ⁃ｔｏ⁃ｇｒａｙ． Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏ ｓｏｌｖｅｔｈｅｉｎｔｅｒ⁃ｒｅｇｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｉｎｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｉｍａｇｅ ｓｅｇ⁃ ｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｗｈｅｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｄａｐｔｉｖｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｈｒｅｓｈ⁃ ｏｌｄ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｃｏｌｏｒ ｆｏｒ ｇｒａｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｓ ｆｉｘｅｄ ａｎｄ ｉｔ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈｏｗ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ． Ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｇｒａｙ ｌｅｖｅｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｃｑｕｉｒｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｍａｇｅ ｃｈａｎｎｅｌｓ． Ｎｅｘｔ，ｉｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｔｏ ｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｃｏｎｔｒａｓｔ ｉｎｔｈｅｇｒａｙ ｉｍａｇｅ． Ｍｅａｎ⁃ ｗｈｉｌｅ，ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｌｓｏ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃ