[發(fā)明專利]一種基于Hu不變矩和支持向量機(jī)的艦船檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410060914.7
• 申請(qǐng)日: 2014-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN103996017B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王劍;王振飛;丁火平;童俊濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/54;G06K9/62
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種基于H_u不變矩和支持向量機(jī)的艦船檢測(cè)方法，其特征在于步驟如下：

(1)構(gòu)建艦船目標(biāo)的訓(xùn)練樣本集：搜集包含艦船目標(biāo)的遙感圖像，并截取艦船區(qū)域，將艦船目標(biāo)的背景設(shè)為純黑色，從而完成構(gòu)建艦船目標(biāo)的訓(xùn)練樣本集，即正樣本集；

(2)構(gòu)建非艦船目標(biāo)的訓(xùn)練樣本集：搜集包含近海區(qū)域的遙感圖像，并截取海面或近海水域非艦船目標(biāo)區(qū)域，將非艦船目標(biāo)的背景設(shè)為純黑色，從而完成構(gòu)建非艦船目標(biāo)的訓(xùn)練樣本集，即負(fù)樣本集；

(3)對(duì)正樣本集和負(fù)樣本集中的樣本依次計(jì)算7個(gè)H_u不變矩特征φ₁、φ₂、φ₃、φ₄、φ₅、φ₆和φ₇，得到訓(xùn)練樣本特征集；

所述計(jì)算7個(gè)H_u不變矩特征，具體方法為：

通過公式

φ₁＝η₂₀+η₀₂

φ₃＝(η₃₀-3η₁₂)²+(3η₂₁-η₀₃)²

φ₄＝(η₃₀+η₁₂)²+(η₂₁+η₀₃)²

φ₅＝(η₃₀-3η₁₂)(η₃₀+η₁₂)[(η₃₀+η₁₂)²-3(η₂₁+η₀₃)²]

+(3η₂₁-η₀₃)(η₂₁+η₀₃)[(3η₃₀+η₁₂)²-(η₂₁+η₀₃)²]

φ₆＝(η₂₀-η₀₂)[(η₃₀+η₁₂)²-(η₂₁+η₀₃)²]+4η₁₁(η₃₀+η₁₂)(η₂₁+η₀₃)

φ₇＝(3η₂₁-η₀₃)(η₃₀+η₁₂)[(η₃₀+η₁₂)²-3(η₂₁+η₀₃)²]

+(3η₂₁-η₃₀)(η₂₁+η₀₃)[3(η₃₀+η₁₂)²-(η₂₁+η₀₃)²]

計(jì)算H_u不變矩特征φ₁、φ₂、φ₃、φ₄、φ₅、φ₆、φ₇，其中，p+q＝2,3,4,...，歸一化中心矩其中，

μ_pq為圖像的中心矩，f(x,y)表示一幅圖像且有

M,N分別表示圖像的行數(shù)和列數(shù)；

(4)采用支持向量機(jī)對(duì)所述訓(xùn)練樣本特征集進(jìn)行訓(xùn)練，選取線性核函數(shù)，得到線性分類面；

(5)對(duì)于待檢測(cè)的圖像，進(jìn)行平滑濾波，以消除噪聲點(diǎn)和孤立點(diǎn)的影響；采取3*3的平滑濾波器掩膜進(jìn)行濾波，平滑濾波器的數(shù)學(xué)表達(dá)式由下式給出：

其中，f(x,y)表示輸入圖像f在(x,y)處的灰度值，w(s,t)表示濾波掩膜w在位置(s,t)處的數(shù)值，g(x,y)表示濾波以后的灰度值；

(6)采用OTSU分割算法對(duì)平滑濾波后的圖像進(jìn)行海陸分割，獲得海水和陸地的二值圖像；

(7)對(duì)二值圖像中的海水區(qū)域進(jìn)行孔洞填充處理；將和邊緣不相連接地區(qū)域標(biāo)記為前景，和邊緣相連接的區(qū)域標(biāo)記為背景；

(8)對(duì)孔洞填充處理后的海水區(qū)域和孔洞填充前的海水區(qū)域做減法操作，獲得海面疑似艦船目標(biāo)；

(9)對(duì)陸地區(qū)域進(jìn)行形態(tài)學(xué)開運(yùn)算操作，提取出近港疑似艦船目標(biāo)；開運(yùn)算定為：

其中，f為圖像灰度值函數(shù)，S為結(jié)構(gòu)函數(shù)，Θ表示腐蝕操作，⊕表示膨脹操作；

(10)將步驟(8)中得到的海面疑似艦船目標(biāo)和步驟(9)中得到的近港疑似艦船目標(biāo)作為樣本集，依次計(jì)算該樣本集中樣本的7個(gè)H_u不變矩特征φ₁、φ₂、φ₃、φ₄、φ₅、φ₆和φ₇，獲得疑似艦船目標(biāo)的樣本特征集；

(11)利用步驟(4)獲得的分類面，對(duì)疑似艦船的樣本特征集進(jìn)行分類面判別，剔除非艦船目標(biāo)，獲得艦船目標(biāo)。