【I736446】可濾橫紋雜訊之海床邊線偵測方法

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【I736446】可濾橫紋雜訊之海床邊線偵測方法

公告號	I736446
公告日	20210811
公報卷期	48-23
證書號	I736446
申請號	109135544
申請日	20201014
公報IPC	G06T 7/10(2017.01); G01C 11/00(2006.01); G01C 13/00(2006.01)
當前IPC	G06T 7/10(2017.01); G01C 11/00(2006.01); G01C 13/00(2006.01)
申請人	國立高雄科技大學高雄市三民區建工路415號 (TW)
當前專利權人	國立高雄科技大學
發明人	施建州 (TW); 曾奕睿 (TW); 羅群智 (TW); 洪盟峯 (TW)
代理人	顏婌烊
審查委員	馮耀嘉
摘要	本發明提出一種可濾橫紋雜訊之海床邊線偵測方法，包含：(a)輸入一灰階影像步驟、(b)影像前處理步驟及(c)海床邊線偵測與標記步驟；其中，(b)影像前處理步驟，包含：一影像銳化步驟、一影像模糊步驟及一Otsu二值化(Otsu Threshold)步驟；其中，(c)海床邊線偵測與標記步驟，根據Otsu二值化側掃聲納影像並透過複數滑動視窗(sliding window)用以尋找海床邊線特徵，滑動視窗用以偵測Otsu二值化側掃聲納影像中像素值的變化。本發明所能達成的有利功效在於，透過(b)影像前處理步驟分割出海床與水團，而在(c)海床邊線偵測與標記之步驟，是使用滑動視窗的方式，偵測海床邊線所在位置並標記之。

引用專利	CN103165100B; TWI362629; TWI522934; TWI638336; US8644565B2

專利範圍

1.一種可濾橫紋雜訊之海床邊線偵測方法，包含：(a)輸入灰階影像步驟，當側掃聲納控制電腦接收到海床回波後會轉換成原始側掃聲納影像(灰階影像)；(b)影像前處理步驟，包含：影像銳化步驟，原始像素點所在之像素值，經由影像銳化計算用以產生銳化像素值，其中，影像銳化計算包含濾波核覆蓋灰階影像中的該等原始像素點，並將濾波核大小(kernal size,ksize)k*k個濾波核像素值與該灰階影像之原始像素值依序進行相乘運算；相乘運算後取得k*k個乘積像素值依序進行加總運算；影像模糊步驟，將該等銳化像素值經由濾波器處理用以產生複數平滑像素值，該等平滑像素值構成一側掃聲納模糊影像；Otsu二值化(Otsu Threshold)步驟，透過Otsu二值化用以將該側掃聲納模糊影像進行影像分割，以產生一Otsu二值化側掃聲納影像；及(c)海床邊線偵測與標記步驟，根據該Otsu二值化側掃聲納影像並透過複數滑動視窗(sliding window)用以尋找海床邊線特徵，其中，該等滑動視窗用以偵測該Otsu二值化側掃聲納影像中像素值的變化；其中，在(b)影像前處理之Otsu二值化步驟進行影像分割前更包含以下步驟：根據該等平滑像素值及其像素點數量用以計算其直方圖(Histogram)，其中該等平滑像素值所構成的複數平滑像素點按照統計的方式分布於0到255(pixel)個級別；將每個像素級別中的像素點數量進行歸一化；根據像素級別1到254之間的所有平滑像素值及其量化後平滑像素點數量，使用Otsu二值化之計算方程式用以尋找最佳閾值T；根據最佳閾值T對直方圖中的該等平滑像素值進行影像分割。

2.如請求項第1項所述之海床邊線偵測方法，其中，在(b)影像前處理之影像銳化步驟使用的方程式如下式：

3.如請求項第1項所述之海床邊線偵測方法，其中，在(b)影像前處理之影像模糊步驟使用的方程式如下式：

4.如請求項第1項所述之海床邊線偵測方法，其中，該影像銳化步驟所使用之濾波核大小為5*5。

5.如請求項第1項所述之海床邊線偵測方法，其中，該影像銳化模糊步驟所使用之濾波核大小為17*17。

6.如請求項第1項所述之海床邊線偵測方法，其中，該等滑動視窗用以偵測該Otsu二值化側掃聲納影像中像素值的變化更包含以下步驟：該等滑動視窗自該Otsu二值化側掃聲納影像之相對於影像中心軸的兩側朝向影像中心軸進行正向偵測；當該等滑動視窗偵測到滑動視窗涵蓋範圍內發生像素值變化時，且像素值變化的次數符合為一次，則該等滑動視窗將會停止滑動；若發生像素值變化的次數大於一次時，則該等滑動視窗繼續進行滑動，直到符合發生像素值變化的次數為一次。

7.如請求項第6項所述之海床邊線偵測方法，其中，在符合發生像素值變化的次數為一次的條件後，更包含以下步驟：接著該等滑動視窗進行反向偵測，反向偵測設定之滑動視窗大小(windowsize)小於正向偵測設定之滑動視窗大小；當該等滑動視窗偵測到滑動視窗涵蓋範圍內發生像素值變化時，且像素值變化的次數符合為一次，則該等滑動視窗將會停止滑動並進行標記。

8.如請求項第1、6或7項所述之海床邊線偵測方法，其中，該等滑動視窗大小的計算方程式如下式，其中aSize、kSize值可視聲納影像尺寸自行定義：windowsize=aSize＊kSize。

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