[發明專利]一種基于JPEG2000碼流的在軌遙感圖像城區檢測方法

有效

• 申請號: 201710052123.3
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106897674B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 鄧宸偉;李琤;韓裕祺;南京宏;趙保軍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;李愛英

本發明提供一種基于JPEG2000碼流的遙感圖像城區檢測方法，解決了遙感圖像城區檢測準確率和處理效率的矛盾。本發明直接從JPEG2000碼流中提取圖像內容信息，不對壓縮碼流進行解壓縮，充分利用壓縮數據，根據JPEG2000的碼流組織，采用由粗到細的檢測框架，先提取包頭信息進行粗檢測并剔除不存在目標的碼流，然后提取含有圖像原始信息的包體信息進行精細檢測，提高檢測的運算速度，并且整個過程只調用JPEG2000解碼過程中的存儲資源，保證了算法很少的存儲空間消耗，有效提高算法在軌實時實現的可行性。

技術領域

本發明屬于遙感圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于高分辨率JPEG2000碼流的在軌遙感圖像的城區檢測方法。

背景技術

隨著航空航天遙感技術的迅速發展，獲得的遙感衛星影像的分辨率也越來越高，由此引發的對于遙感圖像的處理性能和效率的要求也越來越高，其中，對于高分辨率遙感衛星的城區檢測是一個重要的研究方向，尤其是城市配置科學性、城市發展規劃以及軍事安全與偵察均有重要意義。但是，大量高分辨率遙感衛星對傳統的遙感圖像處理方法和遙感圖像傳輸處理框架帶來兩方面的挑戰：(1)現有的檢測方法需要以大量計算復雜度為代價換取高準確率，所以無法在軌完成，必須將遙感圖像壓縮下傳至地面后處理，這樣就嚴重滯后整個處理流程，無法滿足實際應用的實時性要求；(2)遙感數據量的不斷增大，星上不對遙感數據進行預處理或篩選，大多數據直接或簡單壓縮后直接下傳，對星地間無線傳輸帶寬造成壓力，造成遙感圖像處理傳輸系統效率低下甚至信息缺損。

因此，必須考慮突破傳統的處理模式，發明一種具有在軌處理可行性的城區檢測算法，以解決上述矛盾。

傳統遙感目標檢測方法大致包含兩個步驟：(1)特征提取：基于圖像像素提取大量不同特征(如Haar類特征、Scale-Invariant Feature Transform(SIFT)、Histograms ofOriented Gradients(HOG)和高維學習特征)對目標進行表征建模，但由于高分辨率圖像的數據量極大以及特征提取算法的高復雜度，無法達到較高的處理速度；(2)基于特征的目標分類：一類是非監督的方法(k-means，isodata等方法)，高分辨率會使類間方差減少，類內方差增大，從而導致分類錯誤；另一類是有監督方法(BP神經網絡模型，遺傳模型及支持向量機)，采用學習與訓練的思想，具有較好的性能，但缺少訓練樣本和耗時的訓練過程并不適合在軌遙感處理。

同時一些工作對上述的目標檢測框架進行了修改以提升其處理速度：一類是對特征進行修正，如特征簡化、特征篩選和特征降維等方法，但這樣大大降低特征魯棒性；一類是減少圖像數據處理量，如分塊處理和降采樣等方法，但這樣會造成圖像內容的截斷或丟失，直接影響檢測性能；還有一類是基于先驗知識的預處理，如顯著性檢測方法，但這種方法會降低檢測方法的范適性。所以，有必要提出一種同時較高準確率和處理速率的方法。

遙感圖像以壓縮碼流形式進行傳輸和存儲，如JPEG2000為目前主流的遙感圖像壓縮標準，壓縮碼包含圖像所有信息，同時數據量較小，對圖像壓縮碼流直接進行城區檢測，將解壓縮和檢測一體化，會大大加速檢測速率并保證較好的檢測效果。但是由于碼流數據組織復雜，目前還沒有很好的基于碼流的檢測方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種基于JPEG2000碼流的遙感圖像城區檢測方法，解決了遙感圖像城區檢測準確率和處理效率的矛盾。

一種基于JPEG2000碼流的遙感圖像城區檢測方法，包括以下步驟：

步驟1：抓取JPEG2000壓縮碼流的Packet：讀取待測遙感圖像的JPEG2000壓縮碼流，根據壓縮標準，提取JPEG2000壓縮碼流中各個Packet的位置；其中，各個Packet包括包頭和包體，同時包體由碼塊構成，其中碼塊中的數據按比特層編碼；