一种基于图像处理的船下水域检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字图像领域，尤其涉及一种基于图像处理的船下水域检测方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，采用潜水员下潜的方式去搜索水下人员的救援机制存在以下问题:潜水员人身安全得不到保障，激光成像控制技术落后，图像识别精度不高以及缺乏有效的水下定位技术。导致现有技术中水下人员识别效果不佳，容易耽误救援时间。
[0003]为此，本发明提出了一种基于图像处理的船下水域检测系统，能够有效解决上述四大问题，以船舶为搜索主体，改善现有的搜救模式，提高搜救效率、速度和覆盖面积。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于图像处理的船下水域检测系统，在船底设置水下人员检测平台以实现船舶全视野的落水人员检测，同时，改善激光成像技术和图像识别技术，而且，引入水下定位技术，从而完善水下落水人员目标的识别和定位。
[0005]根据本发明的一方面，提供了一种基于图像处理的船下水域检测方法，该方法包括:1)提供一种基于图像处理的船下水域检测系统，所述检测系统包括船底安装平台、激光成像设备和人体检测设备，所述激光成像设备和所述人体检测设备都位于所述船底安装平台上，所述激光成像设备用于对船底正下方进行激光拍摄以获得水下激光图像，所述人体检测设备与所述激光成像设备连接，对所述水下激光图像进行人体存在检测；2)使用所述检测系统来进行检测。
[0006]更具体地，在所述基于图像处理的船下水域检测系统中，还包括:GPS定位设备，设置在船舶上，用于接收GPS卫星发送的GPS定位数据；移动硬盘，设置在所述船底安装平台上，预先存储了亮度阈值上限和亮度阈值下限，还用于预先存储了人体灰度范围和各类人体基准模版，所述人体灰度范围用于将图像中的人体与背景分离，所述各类人体基准模版为对各类基准人体预先进行拍摄所得到的各个图像；声纳设备，设置在所述船底安装平台上，用于对水下目标执行声纳图像采集，以获得声纳图像；声纳图像处理设备，设置在所述船底安装平台上，与所述声纳设备和所述移动硬盘分别连接，包括第一检测子设备、第二检测子设备和目标距离检测子设备，所述第一检测子设备与所述声纳设备和所述移动硬盘分别连接，用于采用亮度阈值上限遍历声纳图像以分割出核心目标区域；所述第二检测子设备与所述第一检测子设备和所述移动硬盘分别连接，用于以所述核心目标区域的边缘点作为种子点，利用亮度阈值下限对核心目标区域附近的像素点进行亮度判断，以获得并分割出最终目标区域；所述目标距离检测子设备与所述第二检测子设备连接，计算最终目标区域的中心点到声纳图像检测原点的距离并作为目标距离输出；所述激光成像设备，设置在所述船底安装平台上，包括激光器、探测器和微控制器，所述激光器对水下目标发出激光束，以在所述激光束被水下目标反射到所述探测器时，便于所述探测器的拍摄，所述微控制器与所述声纳图像处理设备、所述激光器和所述探测器分别连接，基于目标距离和激光在水下传播速度确定所述探测器快门的选通时间，并在选通时间到达时，选通所述探测器的快门，触发所述探测器对水下目标进行拍摄，以获得水下激光图像；所述人体检测设备包括Daubechies小波滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备和目标识别子设备；所述Daubechies小波滤波子设备与所述探测器连接，用于对所述水下激光图像采用基于2阶Daubechies小波基的小波滤波处理，以滤除所述水下激光图像中的高斯噪声，获得小波滤波图像；所述中值滤波子设备与所述Daubechies小波滤波子设备连接，用于对所述小波滤波图像执行中值滤波处理，以滤除所述小波滤波图像中的水粒子散射成分，获得中值滤波图像；所述尺度变换增强子设备与所述中值滤波子设备连接，用于对所述中值滤波图像执行尺度变换增强处理，以增强图像中目标与背景的对比度，获得增强图像；所述目标分割子设备与所述尺度变换增强子设备连接，将所述增强图像中像素灰度值在所述人体灰度范围内的所有像素组成人体子图像；所述目标识别子设备与所述目标分割子设备连接，将所述人体子图像与各类人体基准模版逐一匹配，输出匹配成功的人体基准模版对应的人体类型作为目标人体类型；供电设备，设置在船舶上，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池的剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；AT89C51单片机，设置在船舶控制室内，通过电缆与所述人体检测设备连接，还与所述GPS定位设备和所述激光成像设备分别连接，当接收到所述目标人体类型时，将所述水下激光图像和所述人体子图像分别进行压缩编码以获得水下压缩图像和目标压缩图像；无线通信接口，与所述AT89C51单片机连接，用于在接收到所述目标人体类型时，将所述GPS定位数据、所述水下压缩图像、所述目标压缩图像和所述目标人体类型通过无线通信网络发送到水上搜救平台；显示设备，设置在船舶的仪表盘内，与所述AT89C51单片机连接，用于在接收到所述目标人体类型时，显示所述水下激光图像和所述人体子图像，还用于显示与所述目标人体类型对应的文字信号。
[0007]更具体地，在所述基于图像处理的船下水域检测系统中:所述AT89C51单片机在未接收到所述目标人体类型时，关闭所述无线通信接口，在接收到所述目标人体类型时，打开所述无线通信接口。
[0008]更具体地，在所述基于图像处理的船下水域检测系统中:所述激光成像设备和所述人体检测设备被集成在一块集成电路板上。
[0009]更具体地，在所述基于图像处理的船下水域检测系统中:所述AT89C51单片机采用的压缩编码标准为MPEG-2压缩编码标准。
[0010]更具体地，在所述基于图像处理的船下水域检测系统中:所述无线通信接口设置在船舶外壳上，为GPRS通信接口、3G通信接口和4G通信接口中的一种。
【附图说明】
[0011]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中:
[0012]图1为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的船下水域检测系统的结构方框图。
[0013]附图标记:1船底安装平台；2激光成像设备；3人体检测设备
【具体实施方式】
[0014]下面将参照附图对本发明的基于图像处理的船下水域检测系统的实施方案进行详细说明。
[0015]现有技术中，在营救落水人员时，船舶由于搜索速度快、搜索位置更靠近水域而被广泛使用，但是船舶很难对水下环境进行人体识别和定位，同时，现有技术中的在进行水下识别时，激光成像控制差，图像处理技术缺乏针对性。
[0016]为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于图像处理的船下水域检测系统，在船低下集成了激光成像设备和激光成像控制设备，还集成了专门针对水下环境的图像识别技术，拓宽船舶的搜索视野，提高水下人员检测的准确性。
[0017]图1为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的船下水域检测系统的结构方框图，所述检测系统包括船底安装平台、激光成像设备和人体检测设备，所述激光成像设备