[發明專利]基于SAR圖像檢測海面溢油的方法和裝置

無效

• 申請號: 201110277737.4
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102999897A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 張淵智;劉強
• 申請（專利權）人: 香港中文大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G01S13/90
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 余朦;王艷春

技術領域

本申請涉及圖像處理、遙感影像、海洋環境管理等技術領域，具體地，涉及基于SAR(Synthetic?Aperture?Radar，合成孔徑雷達)圖像檢測海面溢油的方法和裝置。

背景技術

近些年來，海上溢油事件呈逐年擴大化趨勢，檢測和監視海面溢油區域的擴散和移動的技術引起了人們極大的關注，具有很高的研究價值。

目前，利用SAR圖像進行溢油探測是國際上較為主要也是較好的手段。SAR圖像利用海面產生的細微波浪在雷達圖像上表現為亮色、而溢油區域表現為暗色的原理識別出受污染區域。SAR圖像檢測溢油的基本和關鍵步驟是找到圖像中的黑斑區域，也就是極可能為溢油區域的地方，然后再進行下一步的判斷和分析。手工繪出黑斑區域的方式費時費力且局限于人工的專業知識，計算機自動識別技術則能提高很多效率。但SAR圖像形成過程中的斑點噪聲會給計算機自動識別技術帶來很大挑戰。

傳統的光學圖像的邊緣檢測方法(例如，Canny算子、Zero?Crossing算子)由于強噪聲的影響而不適合SAR圖像分割。因此，很多整合邊界信息和區域信息的算法被提出，其中的一種就是基于水平集的活動輪廓方法。水平集方法將曲線嵌入到高一維的曲面中，能夠方便地表達曲線的幾何參數，并且具有良好的拓撲變化結構和方便的數值離散化形式，因此被廣泛地應用于圖像分割。然而，利用非凸泛函模型的水平集方法特別依賴于初始位置的選擇，從而使得最終結果不一定是全局極小值點或者所要分割的感興趣區域。克服這一點往往需要人工輔助輸入。然而，對于高分辨率的SAR圖像來說，人工輔助輸入的工作量是相當可觀的。

因此，如何自動地選擇初始條件以得到所需結果是這類模型實現自動分割的一個重點。一些算法利用預處理的方法(例如圖像恢復方法)去除噪聲干擾，從而實現自動的水平集分割。然而，這種算法一方面不能有效地去噪且破壞了原有圖像的一些固有信息，另外一方面還增加了算法的執行時間，降低了效率。

本申請旨在提供一種方法和裝置能夠克服以上缺點中的至少之一，快速、準確地找到初始水平集位置，達到自動識別黑斑的目的。

發明內容

本申請的目的是提供一種基于SAR圖像檢測海面溢油的方法和裝置，其能夠從SAR圖像中識別出用于水平集分割的初始零水平集，以自動檢測SAR圖像中的溢油區域。

根據本申請的一方面，公開了一種基于SAR圖像檢測海面溢油的方法，包括：通過對海面的SAR圖像中的像素點灰度進行閾值分割，將所述SAR圖像轉換為二值圖像；對于所述二值圖像中每個像素點的預定大小的鄰域，確定所述鄰域中像素值為1的像素點的數量和/或比例是否大于預定值；識別像素值為1的像素點的數量和/或比例是否大于所述預定值的鄰域；將識別出的所有鄰域所構成的圖像的邊界作為檢測用于水平集分割的初始零水平集以檢測海面溢油。

根據本申請的另一方面，公開了一種基于SAR圖像檢測海面溢油的裝置，包括：閾值分割模塊，通過對海面的SAR圖像中的像素點灰度進行閾值分割，將所述SAR圖像轉換為二值圖像；確定模塊，對于所述二值圖像中每個像素點的預定大小的鄰域，確定所述鄰域中像素值為1的像素點的數量和/或比例是否大于預定值；識別模塊，識別像素值為1的像素點的數量和/或比例是否大于所述預定值的鄰域；邊界提取模塊，將識別出的所有鄰域所構成的圖像的邊界提取出來作為檢測用于水平集分割的初始零水平集以檢測海面溢油。

附圖說明

圖1為根據本申請一個示例性實施方式基于SAR圖像檢測海面溢油的方法的流程圖；

圖2為本申請一個實施例中的帶有溢油區域的SAR圖像；

圖3為根據本申請一個示例性實施方式對圖2的SAR圖像經過閾值分割后得到的二值圖像；

圖4為根據本申請一個示例性實施方式對圖3的二值圖像進一步處理得到的圖像，示出了極可能的黑斑區域；

圖5為根據本申請一個示例性實施方式以圖4中識別出的邊界位置作為初始零水平集進行水平集分割得到的結果；以及

圖6為根據本申請一個示例性實施方式基于SAR圖像檢測海面溢油的裝置的框圖。

具體實施方式

下面參照附圖結合具體實施方式對本申請的示例性實施方式進行描述。

圖1示出了根據本申請一個實施方式基于SAR圖像檢測海面溢油的方法100。如圖所示，在步驟S101，對海面的SAR圖像中的像素點灰度進行閾值分割，以將SAR圖像轉換為二值圖像，找出可能的黑斑區域。