[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201310703176.9
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103714344A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)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

技術領域

本發(fā)明涉及一種遙感檢測飛機的方法。

背景技術

20世紀60年代，以前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星為標志，“遙感”開始進入人類的工作與生活。遙感指的是從遠離地面的平臺上，采用傳感器對地面進行探測，通過收集、分析并處理探測得到的信號，獲得地面的相關信息。隨著計算機與感光器件的飛速發(fā)展，遙感技術得到了廣泛應用，涉及環(huán)境災害監(jiān)測，城市規(guī)劃，資源勘探等多個領域，對國防建設和人類生活產(chǎn)生深遠的影響。

飛機作為常見的運輸工具，對其進行遙感檢測有利于提高航空運輸?shù)倪\力規(guī)劃、調度控制及應急處理（如失事飛機的查找）等。由于計算機技術和感光器件飛速發(fā)展，遙感成像的分辨率已能達到全色波段0.61m，彩色波段2.44m的空間分辨率，可以采用更細致的飛機局部特征來描述飛機。Zhang等人在文獻1（Wanceng?Zhang,Xian?Sun.Object?Detection?in?High-Resolution?Remote?Sensing?Images?Using?Rotation?Invariant?Parts?Based?Model.IEEE?Geoscience?and?Remote?Sensing?Letters.2013.http://ieeexplore.ieee.org/xpls/absall.jsp?arnumber=6512596&tag=1）中提出基于旋轉不變梯度直方圖RIHOG的部件模型，實現(xiàn)不同方向的遙感圖像飛機檢測。該方法首先人為標定出訓練圖像集中各校正圖像的部件；然后對每個部件采用梯度方向直方圖HOG方法統(tǒng)計得到其主方向，并進行旋轉校正；最后通過SVM方法訓練產(chǎn)生部件的濾波器。它對訓練圖像集中的每一個部件都需要人為標定，缺乏靈活性，且標定訓練圖像集產(chǎn)生巨大的工作量，增加建模時耗；另外，部件濾波器與主方向估計均以圖像內容為指導，使檢測容易因顏色、紋理、光照及復雜背景的影響而導致失敗。發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于幾何部件及徑向梯度角的遙感檢測飛機的方法，該方法能自動檢測出復雜背景下不同方向的飛機，其檢測快速，結果準確。

本發(fā)明解決其技術問題，所采用的技術方案為：基于幾何部件及徑向梯度角的遙感檢測飛機的方法，包括以下步驟：

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(yōu)原子圖像集N^Opt為最優(yōu)原子圖像個數(shù)，i為最優(yōu)原子圖像的索引編號，為第i個最優(yōu)原子圖像；

A4、取第i個最優(yōu)原子圖像里的非零區(qū)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(lián)；關聯(lián)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(lián)，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(wèi)星遙感得到檢測區(qū)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；