基于光流运动向量分析的海洋垃圾声学监测提升

随着沿海建设的发展，大量人为生成的废物，特别是塑料垃圾，不断进入海洋，构成对海洋生态系统的严重威胁。有效应对塑料污染的关键在于能够自动监测此类垃圾。目前，海洋垃圾监测主要依赖光学传感器，但这些方法在水下和海底区域因可见度低而受限。声学相机（即高分辨率正向视声呈(Forward-looking sonar, FLS)) 在不受水体浑浊度和暗环境影响的情况下，展现出监测海洋垃圾的巨大潜力。声学图像中目标的外观会随成像视角的变化而变化，而声学图像中信号信噪比低、纹理弱和成像失真等挑战，为基于目标先验类别标签的垃圾监测带来了显著障碍。本文提出一种基于光流的海洋垃圾监测方法，旨在充分利用声学相机捕获的时间序列信息，以提升海洋垃圾监测性能，无需依赖目标的先验类别标签。通过在循环水箱中进行的实验验证了该方法的可行性和鲁棒性。该方法为提供关于垃圾空间和时间分布的新颖见解具有潜在价值。