[發(fā)明專利]一種基于雙級DEM海陸庫的SAR圖像船舶檢測虛警剔除方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710008614.8
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106709914B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設計）人: 畢福昆;孫嘉怡;秦艷艷;張旭;邊明明
• 申請（專利權）人: 北方工業(yè)大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T17/05;G01S13/90
• 代理公司: 11002 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 韓世虹

本發(fā)明公開了一種基于雙級DEM海陸庫的SAR圖像船舶檢測虛警剔除方法，屬于遙感信息處理領域。該方法首先基于DEM構建第一級低分辨率海陸庫實現(xiàn)陸地區(qū)域的快速屏蔽，大大減少運算的數(shù)據(jù)量；其次，采用雙參數(shù)CFAR檢測技術對海洋區(qū)域進行船舶檢測，得到目標切片；然后基于DEM構建第二級高分辨率海陸庫對SAR圖像船舶檢測的目標切片結果進行虛警剔除，快速剔除沿岸陸地、大型島嶼和沿岸建筑設施產(chǎn)生的陸地虛警目標，進一步降低虛警率。該方法既減少了船舶檢測的運算量，又保證了檢測的精度。

技術領域

本發(fā)明屬于遙感信息處理領域，涉及一種基于雙級DEM海陸庫的SAR圖像船舶檢測虛警剔除方法。

背景技術

海洋遙感是衛(wèi)星遙感技術的重要領域，隨著海洋權益日益重要，海洋遙感在世界各國的經(jīng)濟和軍事領域得到了廣泛應用。合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)系統(tǒng)由于具有全天時、全天候工作，大覆蓋面積等特點而成為衛(wèi)星海洋船舶監(jiān)測的主要數(shù)據(jù)源。但是由于衛(wèi)星成像的海洋遙感數(shù)據(jù)實際覆蓋范圍廣，其中往往包含了比例較大的陸地區(qū)域。而對于海洋船舶目標檢測來說，對SAR圖像中陸地區(qū)域進行船舶檢測是完全沒有必要的，不僅浪費處理的有限資源，也會由于對陸地區(qū)域的處理，產(chǎn)生大量的陸地虛警。因此，如何快速的對陸地虛警進行篩除是關鍵問題。

數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)是通過有限的地形高程數(shù)據(jù)實現(xiàn)對地形曲面數(shù)字化模擬(即地形表面形態(tài)的數(shù)字化表達)。它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型，廣泛應用于水文、農(nóng)業(yè)、軍事、氣象以及工程建設等各個方面。基于由數(shù)字高程模型(DEM)構建的海陸庫可以快速確定陸地區(qū)域及海洋區(qū)域的位置，快速篩除船舶檢測中的虛警。

本發(fā)明提出使用雙級DEM海陸庫對SAR圖像船舶檢測進行虛警剔除。首先，若只采用低分辨率的海陸庫，則船舶檢測的精度不能保證，虛警率會較高；其次，若只采用高分辨率的海陸庫，則會出現(xiàn)大量不必要的運算。采用雙級DEM海陸庫不僅減少了運算量，更保證了船舶檢測的精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種基于雙級DEM海陸庫的SAR圖像船舶檢測虛警剔除方法，以實現(xiàn)船舶檢測中船舶目標的快速篩選。

根據(jù)本發(fā)明，基于雙級DEM海陸庫的SAR圖像船舶檢測虛警剔除，第一級采用由DEM構建低分辨率海陸庫的方法實現(xiàn)陸地區(qū)域的快速屏蔽，大大減少了運算的數(shù)據(jù)量；第二級，對基于SAR圖像船舶檢測的目標切片結果，采用由DEM構建高分辨率海陸庫的方法快速剔除沿岸陸地、大型島嶼和沿岸建筑設施產(chǎn)生的陸地虛警目標，進一步降低虛警率。采用根據(jù)本發(fā)明的快速陸地區(qū)域屏蔽和沿岸虛警剔除兩級相結合的方法實現(xiàn)船舶目標的快速篩選，不僅大大減少了運算量，更保證了算法的精度。

根據(jù)本發(fā)明的基于雙級DEM海陸庫的SAR圖像船舶檢測虛警剔除方法包括以下步驟：

A)構建第一級低分辨率海陸庫快速屏蔽陸地區(qū)域

這個步驟有基于DEM構建低分辨率海陸庫和陸地區(qū)域屏蔽兩部分內(nèi)容組成。快速陸地區(qū)域屏蔽技術主要是針對大塊的陸地區(qū)域，其需要構建的海陸庫分辨率較低，忽略了內(nèi)陸中的河流區(qū)域和海洋中小的島嶼，且海洋緩沖區(qū)擴展較大。具體包括：

A1)基于DEM構建低分辨率海陸庫

對原始的DEM數(shù)據(jù)進行初步的海陸分割，生成二值圖像。DEM中的高程信息反映了地面的高程情況，這里將數(shù)值小于等于0的區(qū)域(海洋區(qū)域)設置為定值0，數(shù)值大于0的區(qū)域(陸地區(qū)域)設置為定值1，得到二值圖像；而后根據(jù)不同的精度需求，對初步的海陸分割結果做進一步的形態(tài)學及下采樣處理，得到低分辨海陸庫。A2)陸地區(qū)域快速屏蔽