[发明专利]一种高清晰的水下激光图像处理系统

权利要求书

1.一种高清晰的水下激光图像处理系统，包括依次通过总线相连的水下激光雷达、数据库、上位机。所述的上位机包括依次相连的获取模块、图像处理模块、显示模块、训练模块；其中，获取模块与总线相连，用于获取和传送数据，获取模块分别与图像处理模块和训练模块双向相连，为后两者提供数据，图像处理模块与训练模块双向连接，图像处理模块的输出端与显示模块的输入端相连。所述的数据库存储水下激光雷达图像数据、水上清晰激光雷达图像数据、处理后图像数据。通过水下激光雷达采集的水下激光图像数据，经过上位机进行处理以后，将清晰的激光图像数据通过显示模块显示出来，并将结果存入数据库中，采用的运行过程如下：

(1.1)获取数据，系统通过水下激光雷达获取水下激光图像数据xⁱ(w,h,3),w,h分别表示每张图像数据张量的横坐标和纵坐标，3为每张图像数据为R、G、B三色组成的三维张量，数据通过总线传送至数据库。

(1.2)网络训练，上位机通过获取模块从数据库中分别获取m张清晰的激光雷达图像数据P{p¹,p²,p³,...,p^m}和m张通过水下激光雷达获取的水下激光图像数据X{x¹,x²,x³,...,x^m}，并在训练模块中进行训练，将训练好的图像生成网络G的参数存入图像处理模块中。

(1.3)图像处理与生成，上位机通过获取模块从水下激光雷达获取新的水下激光图片数据，并将获得数据传入图像处理模块，图像处理模块通过生成网络G对数据进行处理，生成新的清晰的图片。

(1.4)图像显示与保存，将经过处理的图像通过显示模块进行显示，并将数据保存至数据库中。

2.根据权利要求1所述的高清晰的水下激光图像处理系统，其特征在于，所述训练模块建立图像生成网络G和判别网络D，对图像生成网络G参数θ_g和判别网络D的参数θ_d进行训练，其训练过程如下所述：

(2.1)初始化图像生成网络G和判别网络D的参数θ_g和θ_d。

(2.2)从数据库中获取水下激光雷达图像数据X{x¹,x²,x³,...,x^m}和水上激光雷达图像数据P{p¹,p²,p³,...,p^m}，其中m表示获取图像的张数。

(2.3)根据式通过生成网络G，获得m张生成图像

(2.4)将生成数据和水上激光雷达图像数据投入判别网络D，并根据目标函数

进行多次优化训练，获得其中表示函数关于参数θ_d的梯度，γ＝0.05表示学习率。

(2.5)固定判别网络D的参数θ_d，根据目标函数。

进行优化训练,获得其中表示函数关于参数θ_g的梯度，γ＝0.05表示学习率。

(2.6)按照以上步骤进行多次训练，获得最好的生成网络G的参数并将存入图像处理模块。