一种水下图像并行分割方法及装置的制造方法
【专利说明】一种水下图像并行分割方法及装置 【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水下图像并行分割方法及装置。 【【背景技术】】
[0002] 目前在海洋观测领域，普遍存在着处理不断产生的海量水下图像的需求，其中尤 以水下图像分割问题为代表。现有的技术主要关注并解决单幅水下图像的分割准确度及效 率问题，因此，随着水下摄像头等设备所采集的水下图像的数量不断增加，现有的图像处理 方法效率低下。 【
【发明内容】
】
[0003] 现有的技术，基于单幅图像的非并行式聚类分割方法并不能很好地扩展、应用到 海量水下图像分割问题上；同时由于仅针对单幅图像，而未考虑多幅图像之间的相关性，因 此不能够充分利用一些图像之间的灰度相似性进行优化。已有的方法并不能很好的解决海 量水下图像分割的处理效率问题。
[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种水下图像并行分割方法及装置，以 提高水下图像处理的效率。
[0005] 一种水下图像并行分割方法，包括如下步骤：
[0006] S1，根据图像属性的相似性将一组图像划分为不同的子图像组；
[0007] S2,将不同的子图像组分别分配给不同的计算资源；
[0008] S3,所述计算资源并行地根据对应子图像组的各个像素点的灰度隶属于聚类中心 的隶属度，将各个像素点分类到对应的聚类类别中；其中，所述聚类中心是一个灰度值。
[0009] 在一个实施例中，所述图像属性的相似性为图像的内容的相似性或图像的灰度分 布的相似性。
[0010] 在一个实施例中，所述图像属性的相似性为灰度分布的相似性；
[0011] 所述步骤Si包括如下步骤：
[0012] 1)获取所述一组图像的灰度直方图；
[0013] 2)获取灰度直方图的最大峰值和次大峰值；
[0014] 3)计算灰度直方图之间最大峰值之间的距离，以及次大峰值之间的距离；
[0015] 4)将最大峰值之间的距离小于阈值距离、且对应的次大峰值之间的距离小于阈值 距离的两个图像判断为灰度分布相似性高的图像，并将相似度高的图像划入相同的子图像 组中。
[0016] 在一个实施例中，步骤S2与步骤S3之间还包括如下步骤：
[0017]S21，从分布式文件系统中读取聚类中心文件，所述聚类中心文件包括聚类中心矩 阵和目标函数，所述目标函数F'm(U，V)为：
【主权项】
1. 一种水下图像并行分割方法，其特征是，包括如下步骤： S1，根据图像属性的相似性将一组图像划分为不同的子图像组； 52, 将不同的子图像组分别分配给不同的计算资源； 53, 所述计算资源并行地根据对应子图像组的各个像素点的灰度隶属于聚类中屯、的隶 属度，将各个像素点分类到对应的聚类类别中；其中，所述聚类中屯、是一个灰度值。
2. 如权利要求1所述的水下图像并行分割方法，其特征是，所述图像属性的相似性为 图像的内容的相似性或图像的灰度分布的相似性。
3. 如权利要求1所述的水下图像并行分割方法，其特征是，所述图像属性的相似性为 灰度分布的相似性； 所述步骤S1包括如下步骤： 1) 获取所述一组图像的灰度直方图； 2) 获取灰度直方图的最大峰值和次大峰值； 3) 计算灰度直方图之间最大峰值之间的距离，W及次大峰值之间的距离； 4) 将最大峰值之间的距离小于阔值距离、且对应的次大峰值之间的距离小于阔值距 离的两个图像判断为灰度分布相似性高的图像，并将相似度高的图像划入相同的子图像组 中。
4. 如权利要求1所述的水下图像并行分割方法，其特征是，步骤S2与步骤S3之间还包 括如下步骤： S21，从分布式文件系统中读取聚类中屯、文件，所述聚类中屯、文件包括聚类中屯、矩阵和 目标函数，所述目标函数F'm扣，V)为：
其中，i为图像的像素点的灰度值， ha)表示图像中灰度值为i的像素点的个数，U'J康示灰度值i隶属于第j个聚类中屯、V'J的隶属度，m是模糊加权指数，dj,(i，v'j.)是灰度值i至聚类中屯、V'J的距离； 522, 对隶属度U'W进行更新；
对距离dji(i，v'j)进行更新；dji(i，v'j) = |i-v'j|，i=0，l，...，255，j=l，2; 其中，V'k表示第k个聚类中屯、； 523, 输出中间键值对，所述中间键值对包括；灰度值i，灰度直方图中灰度值为i的像 素个数h(i)，距离度量dj,(i，v'j)，W及隶属度U'j,; 524, 判断所述子图像组的每个图像的所述目标函数F'm扣，V)是否收敛，若收敛则执 行步骤S3,若不收敛，则执行步骤S35和步骤S36 ; 525, 在所述子图像组中选择部分图像，对所述部分图像的聚类中屯、V/进行更新：
然后求取所述部分图像的聚类中屯、的平局值作为所述子图像组的聚类中屯、V'J;
其中，V'j,表示所述部分图像中第i个图像的更新后的聚类中屯、； 526, 根据更新后的隶属度U'j,和距离dj,(i，v'j.)对所述目标函数进行更新； 527, 将更新后的聚类中屯、和目标函数输出至所述聚类中屯、文件； 528, 判断所述聚类中屯、和所述目标函数是否收敛，若收敛则执行步骤S3。
5. 如权利要求1所述的水下图像并行分割方法，其特征是，所述聚类中屯、包括第一聚 类中屯、和第二聚类中屯、，所述第一聚类中屯、和第二聚类中屯、分别代表图像的前景和背景。
6. -种水下图像并行分割装置，其特征是，包括如下单元： 第一单元，用于根据图像属性的相似性将一组图像划分为不同的子图像组； 第二单元，用于将不同的子图像组分别分配给不同的计算资源； 第=单元，用于所述计算资源并行地根据对应子图像组的各个像素点的灰度隶属于聚 类中屯、的隶属度，将各个像素点分类到对应的聚类类别中；其中，所述聚类中屯、是一个灰度 值。
7. 如权利要求6所述的水下图像并行分割装置，其特征是，所述图像属性的相似性为 图像的内容的相似性或图像的灰度分布的相似性。
8. 如权利要求6所述的水下图像并行分割装置，其特征是，所述图像属性的相似性为 灰度分布的相似性； 所述第一单元还用于： 获取所述一组图像的灰度直方图； 获取灰度直方图的最大峰值和次大峰值； 计算灰度直方图之间最大峰值之间的距离，W及次大峰值之间的距离； 将最大峰值之间的距离小于阔值距离、且对应的次大峰值之间的距离小于阔值距离的 两个图像判断为灰度分布相似性高的图像，并将相似度高的图像划入相同的子图像组中。
9. 如权利要求6所述的水下图像并行分割装置，其特征是，所述聚类中屯、包括第一聚 类中屯、和第二聚类中屯、，所述第一聚类中屯、和第二聚类中屯、分别代表图像的前景和背景。
【专利摘要】本发明公开了一种水下图像并行分割方法及装置，包括如下步骤：S1，根据图像属性的相似性将一组图像划分为不同的子图像组；S2，将不同的子图像组分别分配给不同的计算资源；S3，所述计算资源并行地根据对应子图像组的各个像素点的灰度隶属于聚类中心的隶属度，将各个像素点分类到对应的聚类类别中；其中，所述聚类中心是一个灰度值。本发明可以提高水下图像分割效率。
【IPC分类】G06T7-00
【公开号】CN104794726
【申请号】CN201510221256
【发明人】李秀, 欧阳小刚, 陈连胜, 宋靖东
【申请人】清华大学深圳研究生院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月4日