[发明专利]一种海上雾天图像模拟方法

权利要求书

1.一种海上雾天图像模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：准备数据集，具体为：

获取海上场景图片数据集，并对其进行人工标注，要求标签文件将数据集图片分为天空、海面和海上目标三部分；

步骤2：训练语义分割网络，具体为：

将步骤1的数据集及其标签送入网络中采用deeplab v3+语义分割算法进行训练，得到语义分割网络；

步骤3：深度图模拟，具体为：

从数据集中挑选出一张图片，经过步骤2中训练好的语义分割网络，得到其语义分割结果，构建与该图片相同形状的单通道灰度矩阵，将语义分割结果中对应的天空部分灰度置为255，模拟出无限远的距离；海面部分与天空接触处灰度置为255，图片底部灰度置为0，模拟摄像头所处的位置，其他海面部分从0到255变化且满足x³的变化规律，模拟图片中像素点代表的景物距离摄像头由近及远变化；海上目标部分设置为与其在x轴方向上与海面接触部分海面的灰度值相同，代表了海上目标在纵向上与摄像头之间的距离不变，得到的灰度矩阵为模拟的海面场景的深度图；

步骤4：将步骤3模拟得到的深度图通过三次卷积滤波进行平滑；

步骤5：模拟不均匀雾团，具体为：

将平滑后的深度图的随机位置上与横纵方向皆满足-ax²+b变化趋势的灰度块相加，其中横纵方向上系数a,b不相同，随机变化，且保持灰度块儿边缘的灰度为0，模拟得到场景中不同区域雾的浓度不同的情况；

步骤6：将模拟得到的深度图带入大气散射模型中得到模拟的海面雾天图片，具体为：

大气散射模型为I(x)＝J(x)t(x)+A(1-t(x))，其中I(x)表示雾天下的最终成像图像，J(x)为x＝0处的光照强度，即没有衰减的目标反射光，即晴天下海面上场景照片，t(x)＝e^-β(λ)d，表示大气光的散射效果，即透射率，β与目标与成像设备之间的距离d有关，A为无穷远处的大气光强，为常值，设置R_m为(400,600)之间的随机数，将晴天下海面上场景照片作为J(x)，步骤5模拟得到的深度图表示目标与成像设备之间的距离d，即可输出该场景对应的雾天下的图片。

2.根据权利要求1所述的一种海上雾天图像模拟方法，其特征在于：步骤4所述将步骤3模拟得到的深度图进行三次卷积滤波，平滑深度图具体为：第一次使用卷积核形状为(15,1)的均值滤波，平滑其横向的深度变化，之后进行两次卷积核为(9,9)的高斯模糊，来对深度图整体进行平滑。