本發(fā)明涉及圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，特別涉及一種港口污染物顯著性檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：
近年來由于我國航運(yùn)業(yè)的迅猛發(fā)展，我國港口水域的污染情況日益嚴(yán)重。港口污染物主要包括兩類，一是船舶機(jī)艙的污水和油污，一是船舶傾倒的各類垃圾等，這些都給港口的水域環(huán)境造成嚴(yán)重影響。盡管目前海事部門加大監(jiān)管力度，但對(duì)船舶污染海洋環(huán)境和港口環(huán)境監(jiān)測(cè)方面仍存在難點(diǎn)，其中主要難題是現(xiàn)場(chǎng)責(zé)任認(rèn)定和證據(jù)收集困難，同時(shí)夜間監(jiān)管缺少有效手段。傳統(tǒng)的雷達(dá)監(jiān)控?zé)o法顯示真實(shí)場(chǎng)景的圖像，對(duì)船舶在港區(qū)排污等違法事件無法跟蹤和追溯；同時(shí)雷達(dá)存在盲區(qū)和電子干擾問題，單純依賴該手段進(jìn)行船舶違法取證十分困難?？梢姽鈭D像可提供港區(qū)真實(shí)、直觀的場(chǎng)景，而紅外圖像可為夜間和霧天等天氣條件下提供場(chǎng)景圖像。因此，利用可見光和紅外圖像對(duì)港口船舶進(jìn)行視頻監(jiān)控，可為海事執(zhí)法部門進(jìn)行船舶排污行為監(jiān)控提供必要的技術(shù)手段，以方便執(zhí)法取證的實(shí)施。船用光電跟蹤監(jiān)視取證系統(tǒng)是用于海上搜索監(jiān)視、執(zhí)法取證的重要設(shè)備，可彌補(bǔ)雷達(dá)監(jiān)控的不足。國內(nèi)的部分學(xué)者針對(duì)船用光電取證系統(tǒng)中的跟蹤、識(shí)別和檢測(cè)方法進(jìn)行了深入研究，分別對(duì)船用光電跟蹤監(jiān)視取證設(shè)備中的核心技術(shù)進(jìn)行了研究工作，特別在監(jiān)控目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤方法上積極開展研究。還有部分學(xué)者針對(duì)漁政船取證系統(tǒng)存在的執(zhí)法難、取證難等問題，提出一種基于目標(biāo)定位的漁政船執(zhí)法取證系統(tǒng)的解決方案，系統(tǒng)中采用多傳感器監(jiān)視方式，白天使用配備了連續(xù)變焦鏡頭的彩色CCD攝像機(jī)搜索和跟蹤目標(biāo)，并進(jìn)行錄像；夜間則采用配備了定焦或多焦距鏡頭的制冷或非制冷紅外熱像儀搜索目標(biāo)。船用光用跟蹤監(jiān)視取證系統(tǒng)的主要功能之一是對(duì)本船周邊一定海域（水域）內(nèi)的海上目標(biāo)(如船舶、海上漂浮物等)作全方位搜索、觀察、跟蹤和圖像取證，即利用圖像進(jìn)行潛在目標(biāo)的檢測(cè)是該系統(tǒng)的首要任務(wù)，是后續(xù)跟蹤和取證的基礎(chǔ)。顯著性檢測(cè)是自底向上的視覺注意計(jì)算模型的核心問題之一。近年來，顯著性檢測(cè)已應(yīng)用于復(fù)雜場(chǎng)景中的目標(biāo)檢測(cè)和目標(biāo)跟蹤等領(lǐng)域，受到計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理等領(lǐng)域眾多學(xué)者的關(guān)注。目前，國內(nèi)外學(xué)者已提出在海上小目標(biāo)檢測(cè)和船舶檢測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用顯著性檢測(cè)的方法，以進(jìn)行后續(xù)的目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤，但在港口污染物檢測(cè)中還未有提出相應(yīng)的方法。針對(duì)港口污染物（特指垃圾等污染物，不包括油污），提出一種顯著性檢測(cè)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種港口污染物顯著性檢測(cè)方法，抑制港口場(chǎng)景圖像中的背景部分，突出目標(biāo)區(qū)域，進(jìn)而方便后續(xù)的目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別，為海事部門執(zhí)法提供技術(shù)支持。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種港口污染物顯著性檢測(cè)方法，包含如下步驟：步驟1：提取港口可見光圖像，進(jìn)行預(yù)處理；步驟2：提取圖像的亮度特征和顏色特征；步驟3：對(duì)步驟2中上述的亮度特征和顏色特征分別進(jìn)行離散Walsh-Hadamard變換；步驟4：對(duì)步驟3所述的離散Walsh-Hadamard變換后的頻譜保留符號(hào)，并做逆變換；步驟5：對(duì)經(jīng)步驟4逆變換后的圖像進(jìn)行濾波，得到所述亮度特征和顏色特征的顯著圖；步驟6：線性合并步驟5中所述的顏色特征的顯著圖，并與所述的亮度特征的顯著圖合并為總顯著圖；步驟7：利用歸一化閾值，對(duì)總顯著圖進(jìn)行二值化，得到二值化顯著圖。所述的步驟1中對(duì)港口可見光圖像進(jìn)行預(yù)處理的子步驟為：步驟1.1：對(duì)圖像進(jìn)行中值濾波去噪；步驟1.2：圖像尺度調(diào)整為2的整數(shù)冪。所述的步驟2中的顏色特征包含紅色、綠色、藍(lán)色以及黃色四種顏色特征。所述的步驟5中，對(duì)經(jīng)步驟4逆變換后的圖像進(jìn)行濾波的方法是高斯濾波。所述的步驟7中的歸一化閾值的數(shù)值范圍為[0.3，0.5]。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：抑制港口場(chǎng)景圖像中的背景部分，突出目標(biāo)區(qū)域，進(jìn)而方便后續(xù)的目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別，為海事部門執(zhí)法提供技術(shù)支持。附圖說明圖1為本發(fā)明一種港口污染物顯著性檢測(cè)方法的方法流程圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。如圖1所示，一種港口污染物顯著性檢測(cè)方法，包含如下步驟：步驟1：提取港口可見光圖像，進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理的子步驟如下：步驟1.1：對(duì)圖像進(jìn)行中值濾波去噪，在本實(shí)施例中，設(shè)港口圖像為；步驟1.2：為進(jìn)行后續(xù)的離散Walsh-Hadamard變換（Walsh-HadamardTransform，WHT），將圖像尺度調(diào)整為2的整數(shù)冪。步驟2：在步驟1.2調(diào)整后的圖像的RGB顏色空間中，提取圖像的亮度特征和各顏色特征，其中，顏色特征包含紅色、綠色、藍(lán)色以及黃色四種顏色特征，設(shè)圖像的紅綠藍(lán)3個(gè)分量分別是r、g、b，則紅色、綠色、藍(lán)色以及黃色特征分別為：（1），（2），（3），（4），在本實(shí)施例中，對(duì)上述各式中小于零的分量設(shè)置為0。同時(shí)計(jì)算其亮度特征為：（5）。步驟3：對(duì)步驟2中所述的亮度特征和顏色特征分別進(jìn)行離散Walsh-Hadamard變換，以亮度特征為例，（6）。步驟4：對(duì)步驟3所述的離散Walsh-Hadamard變換后的頻譜保留符號(hào)，并做逆變換，對(duì)其變換后的頻譜僅保留符號(hào)信息得到，。步驟5：對(duì)經(jīng)步驟4逆變換后的圖像進(jìn)行濾波，得到所述亮度特征和顏色特征的顯著圖；在本實(shí)施例中，對(duì)經(jīng)步驟4逆變換后的圖像采用高斯濾波，將上述頻譜進(jìn)行逆變換和高斯濾波得：（8），其中和分別表示離散Walsh-Hadamard變換和逆變換，表示符號(hào)函數(shù)，表示空域高斯濾波器。利用上述方法可依次得到各特征的顯著圖分別為：。步驟6：線性合并步驟5中所述的顏色特征的顯著圖，并與所述的亮度特征的顯著圖合并為總顯著圖。在本實(shí)施例中，首先將顏色特征的顯著圖進(jìn)行線性合并，進(jìn)而與亮度顯著圖合并得到總顯著圖，（9）。步驟7：利用歸一化閾值，對(duì)總顯著圖進(jìn)行二值化，得到二值化顯著圖。在本實(shí)施例中，為最終確定目標(biāo)位置，利用歸一化閾值對(duì)總顯著圖進(jìn)行二值化，得到二值化顯著圖：（10）由式（9）得到的總顯著圖，其灰度值在之間，為抑制雜波將該顯著圖進(jìn)行歸一化使其灰度值在中，并根據(jù)閾值得到二值化顯著圖，一般選擇閾值為0.3至0.5之間。當(dāng)使用時(shí)，本發(fā)明是利用港口可見光圖像的亮度特征和顏色特征，通過對(duì)其Walsh-Hadamard變換后頻譜保留符號(hào)，進(jìn)行港口污染物的顯著性檢測(cè)，從而突出目標(biāo)區(qū)域。綜上所述，本發(fā)明一種港口污染物顯著性檢測(cè)方法，抑制港口場(chǎng)景圖像中的背景部分，突出目標(biāo)區(qū)域，進(jìn)而方便后續(xù)的目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別，為海事部門執(zhí)法提供技術(shù)支持。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。