[發明專利]一種基于全景視覺的艦船小目標檢測方法

有效

• 申請號: 201310205207.8
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103679694A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 蘇麗;周娜;徐從營;朱齊丹;夏桂華;劉志林;蔡成濤;王玉倩;尹義松;劉心
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/46;G06K9/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于全景視覺的艦船小目標檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）圖像預處理：將采集到的全景原始圖像進行濾波、銳化和邊緣檢測，并將得到的邊緣檢測結果存為三份，分別為第一邊緣檢測圖，第二邊緣檢測圖，第三邊緣檢測圖；

（2）粗略提取海天線：

1）粗略約束海天線區域：對邊緣檢測后的二值圖像即第一邊緣檢測圖進行處理：

f(x,y)=f(x,y),|d0-r|≤lr0,|d0-r|>lr]]>

其中為圖像任意一點到中心點的距離，r₁=(1+l)r，r₂=(1-l)r，(x₀,y₀)為半徑為r的圓形的中心坐標，l取為0.1；

2）粗略提取海天線：經過粗略海天線區域約束所得圖像為呈同心圓的二值圖像外環半徑為r₁，內環半徑為r₂，圓心為O，取外環上的點N(x,y)，沿NO方向找到第一個不為零的像素點，將線段NO上除該非零像素點外的所有像素設置為0，直到N取到外環上所有點時，所得圖像即為粗略提取的海天線圖像；

3）對提取的海天線離散點進行橢圓擬合：

橢圓的一般方程可以表示為：

ax²+2bxy+cy²+2dx+2ey+f=0

其中x與y分別為橢圓上的點的橫縱坐標，a、b、c、d、e、f為橢圓參數，記為ω＝(a?b?c?d?e?f)^T；

若為方程ATAω=λCωωTCω=1]]>的一對解，則為橢圓擬合的結果，

其中μ=1u^TATAu^=1u^TCu^,]]>A=x122x1y1y122x12y11x222x2y2y222x22y21··················xM22xMyMyM22xM2yM1,]]>C=0020000-10000200000000000000000000000,]]>{x_i＝(x_i?y_i)^T}為圖像中點集,x_i,y_i為坐標，i＝1,2...M(M≥5)；

（3）精確提取海天線：

1）精確約束海天線區域

在第二邊緣檢測圖中，將步驟（2）中得到的橢圓參數的長軸與短軸分別乘以s₁，其中1<s₁<1.5，得到橢圓參數橢圓長軸與短軸分別乘以s₂，其中s₂=2-s₁，得到橢圓參數對于平面上任一點x_i＝(x_i?y_i)^T，

α1i=α1(xi)=a1xi2+2b1xiyi+c1yi2+2d1xi+2e1yi+f1]]>

α2i=α2(xi)=a2xi2+2b2xiyi+c2yi2+2d2xi+2e2yi+f2]]>

其中ai=si2a;]]>b_i＝b；ci=si2c;]]>di=si2d;]]>ei=si2e;]]>fi=si2f+si2ac-si4ac;]]>i＝1，2，若同時滿足α_1i≤0，α_2i≥0，則像素值f(x_i,y_i)保持不變，若不滿足，則令f(x_i,y_i)=0；

2）橢圓擬合，對精確約束海天線區域的結果再次進行橢圓擬合，得到擬合結果橢圓α_3i=α₃(x_i)=0即為所求的精確海天線：

（4）在第三邊緣檢測圖中進行第2次精確約束海天線區域；

（5）檢測小目標并在原始圖像中標出小目標的位置，海天線橢圓方程α_3i=α₃(y_i)=0上一點y_i＝(x_i?y_i)^T，以y_i為中心，取30×30的窗口，設z_i＝(x_i?y_i)^T為該窗口內一點，若滿足f(x_i,y_i)=1且α_i=α(z_i)≥0的點的個數大于n,n為預設的正整數，則區域內存在船艦小目標。