基于超像素的海面油膜分割应用

靳卫卫,刘保占,赵建平,栗宝鹃,于新生,邱照宇

(1.中海油能源发展股份有限公司 安全环保分公司,天津 300452；2.中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津 300222；3.中国海洋大学 海洋地球科学学院,山东 青岛 266100)

近年来，海上石油泄漏事故频繁发生，对海洋环境造成了巨大的损害[1]，海上溢油的监测和预警技术得到国际社会的广泛关注，其中，海面油膜分割技术作为应用基础，得到国内外学者的研究。

随着电子光学传感器技术的发展，光谱图像在海洋环境监测中得到广泛应用[2-3]。由于海洋环境复杂，普遍存在的风、浪、流、雾等环境因素，采集的电子图像普遍存在光照不均匀和纹理一致等特点，导致对比度、清晰度低、颜色失真等问题，难以达到图像分割质量要求。国内外学者开展了相关研究[4-7]。为了快速、准确地实现海面复杂环境下油膜目标的提取，在常规图像分割算法中，引入海面图像去噪增强处理和基于区域特征的超像素生成处理，验证应用效果。

1 图像增强

针对海面图像光照不均匀和有雾模糊问题，文献[4]提出的图像传播大气散射模型，模型公式可表示为

S(x)=D(x)T(x)+A(1-T(x))

(1)

式中：S(x)为原始图像；D(x)为结果图像；A为光成分占比；T(x)为光成分穿透率。

经变换，结果图像可以表示为

大气光成分A值，文献[5]指出暗通道图最小像素值对应的原始图像中响应区域的区域最大亮度值即可作为A。

光成分穿透率T(x)，文献[6]给出了计算公式为

式中：w为程度因子；C为图像RGB其中的一个通道；SC为单通道灰度图像；……