[發明專利]一種基于邊緣匹配的紅外前視圖像艦船檢測方法

有效

• 申請號: 201611145007.8
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106815553B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 王岳環;秦小娟;洪星;戴開恒
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06T7/11;G06T7/13
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種基于邊緣匹配的紅外前視圖像艦船檢測方法，根據光學遙感圖像建立港口先驗模板圖；根據飛行器返回的高度，俯仰角，滾轉角，偏航角對模板圖進行透視變換；對透視變換后的模板圖和紅外前視圖分別提取邊緣；模板邊緣圖和前視邊緣圖匹配，獲得初始匹配位置；考慮到飛行器高度和姿態參數存在誤差，提出局部精匹配方法進行精確定位和旋轉角補償；根據位置、旋轉角度及模板信息確定前視圖中的陸地區域和海域，對紅外前視圖的海域進行分割；對分割后的前視圖進行斜矩形標記，獲得初始疑似艦船目標；對初始疑似艦船目標進行并靠船分離、多特征檢測排除虛警，獲取艦船目標，可以適用于復雜港口背景下中低分辨率紅外前視圖中的艦船檢測。

技術領域

本發明屬于異源圖像匹配、目標檢測、紅外圖像處理技術領域，更具體地，涉及一種基于邊緣匹配的紅外前視圖像艦船檢測方法。

背景技術

艦船作為主要的海上運輸載體，在民用和軍用上發揮著至關重要的作用，艦船目標檢測具有重要的戰略意義。目前，艦船檢測的研究主要集中在海面背景下高分辨率光學遙感圖像中的艦船檢測，現有的艦船檢測算法在復雜港口背景下中低分辨率紅外前視圖中的艦船檢測中存在一定的局限性。

在復雜港口背景下紅外前視圖中的艦船檢測存在以下難點：(1)港口停泊的艦船與其相鄰陸地有相似的灰度信息，直接分割不能達到將艦船與背景分離的目的。(2)艦船與陸地粘連，無法通過對船的特征進行學習來檢測靠岸船只。(3)陸地背景復雜，直接對圖像提取角點進行艦船檢測，難以排除陸地部分的干擾。(4)紅外圖像相對于可見光圖像，分辨率較低，艦船特征不明顯。(5)常用的Hausdorff距離匹配算法進行港口檢測定位精度不高，應用于高空低分辨率的紅外前視圖像中，定位誤差嚴重影響到靠岸艦船檢測。

因此，提供一種能夠適用于復雜港口背景下中低分辨率紅外前視圖中的艦船檢測方法是業界亟需解決的難題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于邊緣匹配的紅外前視圖像艦船檢測方法，將先驗地理信息模板與紅外前視圖進行邊緣匹配，獲取紅外前視圖在模板中的位置，即獲取紅外前視圖中陸地和海域的分布信息，然后進行圖像分割，只對海域部分進行分割，排除陸地部分干擾，避免分割后出現陸地與艦船粘連的情況，最后對分割圖像進行斜矩形標記、便于艦船去虛警操作，獲取艦船目標。由此解決現有技術中艦船檢測算法應用到復雜港口背景下中低分辨率紅外前視圖中存在一定局限性的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于邊緣匹配的紅外前視圖像艦船檢測方法，包括：

(1)：將光學遙感圖像進行二值化處理，沿港口勾勒，繪制成陸地區域為黑色，海域為白色的港口先驗地理信息模板圖；

(2)：根據飛行器返回的高度、俯仰角、滾轉角以及偏航角對港口先驗地理信息模板圖進行透視變換，得到與飛行器拍攝的紅外前視圖同一尺度和視角下的模板圖像；

(3)：對透視變換后的模板圖像進行邊緣提取得到模板邊緣圖，對紅外前視圖進行邊緣提取得到前視邊緣圖；

(4)：將模板邊緣圖與前視邊緣圖進行匹配，獲取前視邊緣圖在模板邊緣圖中的位置R和旋轉角度N；

(5)：將透視變換后的模板圖像旋轉N度，以位置R為中心在透視變換后的模板圖像中截取與紅外前視圖相同大小的圖像，將截取后的圖像中黑色部分對應的紅外前視圖中的區域作為紅外前視圖的陸地部分，將截取后的圖像中白色部分對應的紅外前視圖中的區域作為紅外前視圖的海域部分，并對紅外前視圖中的海域部分進行分割；

(6)：對分割后的紅外前視圖進行斜矩形標記，獲得初始疑似艦船目標；

(7)：對初始疑似艦船目標進行并靠船分離；

(8)：對斜矩形標記區域進行多特征檢測，排除虛警，獲取最終艦船目標。