[發明專利]一種基于海天線的海面目標檢測方法

有效

• 申請號: 201810329438.2
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108846844B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 羅均;劉遠;彭艷;蒲華燕;李小毛;陳加宏
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136;G06T7/90
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種基于海天線的海面目標檢測方法，其特征在于，包含以下步驟：

1)獲取原始海天場景下彩色圖像；

2)使用分塊閾值分割以及隨機抽樣一致算法RANSAC提取圖像中的海天線；

3)利用超像素分割算法SLIC的方法對海天線以下的圖片區域進行分割；

4)利用位于圖像四周的像素塊的顏色特征以及紋理特征構建背景字典；

5)利用背景字典對每個圖像塊進行稀疏重構得到重構誤差，作為顯著圖；

6)將顯著圖二值化得到海面目標位置；

所述步驟4)中，構建背景字典的圖像塊是海面區域的圖像的左右兩側及下方圖像塊；設B為背景字典的集合，B＝{x₁,x₂...x_n}，x_i是背景字典中每個圖像塊的特征，并且依據高斯分布的原則，認為在背景字典中，圖像塊的特征值與均值相差大于3倍方差的圖像塊為異常圖像塊，并將其從背景字典中去除。

2.根據權利要求1所述的基于海天線的海面目標檢測方法，其特征在于，所述步驟2)中，使用分塊閾值分割以及RANSAC方法提取圖像中的海天線，具體步驟是：

(1)對原始圖片進行灰度化預處理；

(2)在灰度圖像上等距地劃分20條豎直直線，并且分別對劃分的20塊區域進行最大類間方差法OTSU分割，生成相對應的二值圖像；

(3)利用形態學開運算對海天分割圖像進行處理，從而消除圖像中孤立的細小區域；

(4)在得到的分割好的20個區域上，在每個區域的中間一條豎直線上提取直線上梯度的最大值點作為海水區域和天空區域的分界點，然后將這些分界點看作海天線候選點集；

(5)最后利用RANSAC算法確定出海天線的直線參數。

3.根據權利要求1所述的基于海天線的海面目標檢測方法，其特征在于，所述步驟4)中，構建背景字典的顏色特征是RGB顏色特征和Lab顏色特征，紋理特征是LBP紋理特征，背景字典中每個圖像塊的特征為：

x＝{L,a,b,R,G,B,P,x,y}

上式中，L,a,b,R,G,B分別是圖像塊內所有像素點Lab特征的平均值和RGB特征的平均值，P是LBP特征的平均值，x,y是圖像塊的中心位置坐標。

4.根據權利要求1所述的基于海天線的海面目標檢測方法，其特征在于，所述依據高斯分布的異常圖像塊去除方法，計算方法包括以下幾個步驟：

(1)首先，對于每個圖像塊的特征x＝{L,a,b,R,G,B,P,x,y}；

(2)選取其前七個特征并求取平均值則背景模板變為

(3)計算的均值μ及其方差δ；

(4)當時認為第i個圖像塊是異常點并將其去除；

(5)最終得到背景字典B＝{x₁,x₂...x_m},m≤n。

5.根據權利要求1所述的基于海天線的海面目標檢測方法，其特征在于，所述步驟5)中利用背景字典對每個圖像塊進行稀疏重構并得到每個圖像塊的重構誤差，使用步驟4)中得到的背景字典B作為稀疏表示的基，計算稀疏表示系數：

上式中x_i是背景字典中第i塊圖像塊的特征，B為背景字典，第一項希望用α_i更好的重構x_i，第二項加上一個L1范數的懲罰項將使α_i盡量稀疏，α_i即為所求的第i塊圖像塊的稀疏系數；

然后，由稀疏系數計算待測圖像塊在背景字典上的稀疏重構誤差：

是圖像中第i個圖像塊的稀疏重構誤差；使用背景模板構造一個背景字典，通過各個圖像塊在該字典上的重構誤差，便能夠對圖像塊的顯著度進行估計，重構誤差越大，則說明圖像塊特征與背景差別越大，也就是說明其前景的可能性就越大，反之亦然，所以將此誤差作為顯著性值的大小。