[發明專利]一種海面艦船目標檢測方法

有效

• 申請號: 201410317291.7
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104077777B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 呂科;張毅飛;潘衛國;董繼陽;代雙鳳;翟銳
• 申請（專利權）人: 中國科學院大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧

技術領域

本發明涉及一種檢測方法，特別是關于一種基于掃描線檢測的海陸模板自動分割方法的海面艦船目標檢測方法。

背景技術

利用遙感數據進行艦船目標檢測在民用和軍事領域都有著巨大的現實意義。隨著遙感圖像的數據獲取能力不斷增強以及分辨率的提高，利用及發展遙感圖像解譯技術已經迫在眉睫。綜合國內外已開展的研究，基于光學遙感圖像的艦船檢測流程主要包括預處理(海陸分割、云霧剔除等)、目標候選區域提取及虛警目標剔除三個主要步驟。其中海陸模板分割是重要的預處理手段，即海陸模板的自動分割是港口艦船目標識別的基礎。

現有的基于海陸模板自動分割的海面艦船目標檢測方法在實現海陸分離時，一般都采用基于閾值分割或基于紋理分割的方法。在處理高清晰、背景復雜、細節豐富的遙感圖像時，基于閾值分割的海陸模板自動分割方法存在海陸邊界定位精度低、海面和陸地區域容易出現孔洞等問題；而基于紋理分割的海陸模板自動分割在紋理特征提取時速度很慢，同時也存在定位精度差、海面和陸地區域容易出現孔洞的問題。因此針對高清晰、海陸背景復雜、細節豐富的遙感圖像，現有的基于閾值分割和基于紋理分割的海陸模板分割方法往往不能得到理想的結果，同時現有的檢測方法也不能快速、準確地實現復雜海陸背景下高清遙感圖像的海面艦船目標的檢測。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠快速、準確地實現復雜海陸背景下高清遙感圖像的海面艦船目標檢測方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種海面艦船目標檢測方法，其包括以下步驟：

1)采用基于掃描線檢測的海陸模板自動分割方法，生成與原遙感圖像同樣大小的海陸分割模板，其包括：①輸入待檢測的高分辨率可見光港口遙感圖像，根據基于像素面積相關的重采樣處理方法，進行重采樣處理；②針對重采樣處理后的港口遙感圖像，采用基于掃描線的海面區域種子點檢測方法，檢測海面區域種子點；③根據步驟②得到的海面區域初始種子點，利用區域增長算法查找連通區域內所有灰度值滿足以下條件的點：該點像素灰度與毗鄰種子點灰度差值在2以內、且與初始種子點灰度差值在8以內，標記滿足此條件的像素點為海面區域，其它區域置為陸地區域；④對步驟3)得到的海陸區域進行二值化，即將陸地區域灰度值置為255，將海面區域灰度值域置為0；⑤對二值化處理結果進行形態學處理，即一次腐蝕操作和一次膨脹操作，得到港口遙感圖像采用重采樣處理后的海陸分割模板；⑥對由步驟⑤得到的重采樣處理后的海陸分割模板，根據基于像素面積相關的重采樣處理方法插值，得到與原遙感圖像同樣大小的海陸分割模板；

2)利用步驟1)得到的海陸分割模板對原港口遙感圖像進行匹配，得到每個連通區域最小外接矩形，其包括：①將海陸分割模板上標記為陸地的部分，在原港口遙感圖像對應的陸地區域灰度值置為0；而將海陸分割模板上標記為海面的部分，在原港口遙感圖像對應的海面區域灰度值保持不變，由此得到海面區域圖像；②在海面區域圖像上，采用區域增長算法對海水部分進行標記；③通過二值化，對標記的海水區域灰度值置為0，其它部分灰度值置為255，得到海面物體的圖像；④利用連通區域處理方法，得到每個候選海面目標連通區域；⑤利用查找連通區域的最小外接矩形方法，得到每個連通區域最小外接矩形；

3)對經過步驟2)得到每個連通區域最小外接矩形，進行篩選，確定海面艦船目標，其包括：①以最小外接矩形的寬度、長度和長寬比參數作為連通區域的參數；②設定連通區域最小外接矩形的寬度、長寬比和連通區域的形狀三個特征參數的閾值限制，滿足以上三個篩選參數閾值限制的海面分離目標連通區域即為海面艦船目標。

其中步驟1)的步驟②中，所述檢測海面區域種子點的過程包括以下步驟：a、自上而下逐行掃描重采樣處理后的港口遙感圖像，首先掃描第一行；b、判斷掃描該行中無效像素點的數目，其中N為該行像素數：若無效像素點的數目大于或等于N/10，則將該行定為無效行，掃描下一行，回到步驟b；若無效像素點的數目小于N/10，則對該行灰度由前向后做差分，即當前像素點灰度值減去后一個像素點的灰度值，其差值的絕對值為差分值，將每行最后一個像素點的差分值置為0；c、考察差分結果，在差分的結果中，如果差分值小于2則置為0；d、判斷差分值為0的連續像素數目是否超過N/5：如果超過，則認為出現連續的平坦區域，即為海面區域，取此時的像素作為海面區域初始種子點，進入步驟1)的步驟③；否則，掃描下一行，回到步驟b，直到完成最后一行的掃描。