[發明專利]基于幾何部件及徑向梯度角的遙感檢測飛機的方法

有效

• 申請號: 201310703176.9
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103714344A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 林煜東;和紅杰;尹忠科;陳帆
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/32
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

1.一種基于幾何部件及徑向梯度角的遙感檢測飛機的方法，其步驟如下：

A、飛機星型部件模型的建立：

A1、將已知的遙感圖像中的已知飛機圖像校正為機頭豎直向上，得到校正圖像；

A2、將校正圖像中飛機部分的像素值置為1，背景部分像素值置為0，得到已知飛機的二值輪廓P_B；

A3、對已知飛機的二值輪廓P_B進行稀疏分解，得到最優原子圖像集為最優原子圖像個數，i為最優原子圖像的索引編號，為第i個最優原子圖像；

A4、取第i個最優原子圖像里的非零區域得到第i個幾何圖形以第i個幾何圖形作為第i個部件Part_i，以已知飛機的二值輪廓P_B為根部件Root，進行星型模型關聯；關聯時，第i個部件Part_i的形狀為第i個幾何圖形的形狀第i個部件Part_i到根部件Root中心(x^R,y^R)的相對坐標位置為第i個幾何圖形中心到原子圖像中心的相對坐標從而第i個部件Part_i的主方向為第i個幾何圖形的主方向其中，x^R,y^R分別為根部件Root中心在校正圖像中的橫坐標和縱坐標；

A5、重復A4，將所有的幾何圖形均作為部件Part_i與根部件Root進行關聯，建立得到飛機星型部件模型；

B、遙感圖像中的飛機檢測

B1、通過衛星遙感得到檢測區域的遙感圖像P，取大小與已知飛機的二值輪廓P_B相同的檢測窗口，在遙感圖像P中進行逐點掃描，獲取子圖像塊P_sub；

B2、采用徑向-梯度角投票算法計算出子圖像塊P_sub的主方向ξ_sub；

B3、將飛機星型模型旋轉至機頭方向與子圖像塊P_sub的主方向ξ_sub一致，計算旋轉后的飛機星型模型中各部件Part_i的主方向及與根部件Root中心(x^R,y^R)的相對坐標

PxRPartiPyRParti=cosξsubsinξsub-sinξsubcosξsubPxPartiPyParti]]>

B4、在飛機星型模型中根據第i個部件Part_i旋轉后的主方向第i個部件Part_i旋轉后與根部件Root中心(x^R,y^R)的相對坐標及第i個部件的形狀采用幾何方法計算得到飛機星型模型旋轉后第i個部件所覆蓋的第i個區域

B5、將飛機星型模型中第i個區域內的像素置為1，其它像素置為0，生成第i個二值部件圖即：

PicParti(x,y)=1,(x.y)∈RegRParti0,otherwise]]>

式中，x,y分別為二值部件圖在校正圖像中的橫坐標和縱坐標；

B6、計算第i個二值部件圖的方向梯度直方圖，生成第i個部件濾波器F_i：

Fi=HOG(PicParti(x,y))]]>

式中，HOG(□)為方向梯度直方圖特征提取算子；

B6、計算遙感圖像P的子圖像塊P_sub的方向梯度直方圖H_sub：

H_sub=HOG(P_sub)

B7、計算子圖像塊P_sub與旋轉后的飛機星型模型中的所有部件的總相似度Score：

式中，<□>為內積算子；

B8、重復B1～B7，計算出遙感圖像P中所有檢測窗口的總相似度Score，得到總相似度Score分布圖S；

C、當總相似度Score分布圖S中有大于設定閾值的總相似度Score，判定檢測區域中存在飛機，其對應檢測窗口在遙感圖像中的位置即為飛機所在位置。