[發明專利]一種船舶目標切片圖像的ROI壓縮方法

在審

• 申請號: 201810710273.3
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN109191420A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 顧桂華;鄭蓮玉;葉暉
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T9/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

一種船舶目標切片圖像的ROI壓縮方法，應用于光學遙感衛星上，包括：星上船舶目標檢測模塊對大幅遙感圖像進行分塊，依次對各圖像塊提取可能包含船舶目標的候選區域；星上船舶目標檢測模塊在候選區域中提取疑似船舶目標的形狀特征進行判決，若目標判決為艦船，則同時輸出含目標的切片圖像和目標在切片圖像中的最小外接矩形位置信息；根據目標最小外接矩形位置信息計算切片圖像的ROI掩膜，提取圖像中非ROI區域的小波系數的最大值max(BG)；利用max(BG)對ROI區域進行小波系數提升，對提升處理后的小波系數進行編碼，輸出壓縮碼流。本發明省略了原有ROI壓縮必須進行的ROI區域提取過程，節約了衛星上處理和存儲資源的開銷，提升了處理效率。

技術領域

本發明涉及遙感圖像壓縮領域，特別是光學遙感衛星圖像中海上船舶目標圖像的ROI(Region of Interest，感興趣區域)壓縮方法。

背景技術

光學遙感衛星船舶目標檢測輸出的結果是船舶目標的切片圖像，考慮到星地傳輸鏈路的能力，需要對船舶目標切片圖像進行壓縮，以進一步減少冗余數據，提高鏈路傳輸效能。典型的船舶目標切片圖像中船舶目標所占區域較小，一般在15％左右，大部分區域為海洋背景，可采用基于ROI的JPEG2000圖像壓縮算法。

星上船舶目標檢測流程分為疑似目標提取與虛警剔除兩個階段，在進行虛警剔除時，需要提取疑似目標的形狀特征，典型特征包括目標最小外接矩形以及等效橢圓等。其中目標最小外接矩形主要用于計算目標面積、長寬比等，等效橢圓主要用于計算目標偏心率。常規目標檢測流程中，上述形狀特征信息在完成目標虛警剔除后就舍棄了，后續進行ROI壓縮時需要重新確定待壓縮圖像中的ROI區域。

ROI區域的確定方法是基于ROI的JPEG2000圖像壓縮在衛星上應用的難點。最簡單的ROI區域確定方法是人工標記，但衛星在軌運行無法人工干預，只能使用星上自主ROI提取方法。

自主ROI提取方法主要包括基于灰度閾值分割的ROI檢測算法、基于分水嶺區域分割的ROI檢測算法、基于區域生長和分裂合并的ROI檢測算法、基于紋理特征分析的ROI檢測算法等，上述算法都需要增加對待壓縮圖像的處理流程，既增加了衛星上處理和存儲資源的開銷，又增加了衛星上數據處理的時延。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種船舶目標切片圖像中ROI區域的確定方法，通過將衛星上相對獨立的目標檢測與圖像壓縮需求聯合考慮，優化切片圖像壓縮的ROI區域提取流程，節約了衛星上處理和存儲資源的開銷，提升了處理效率。

本發明所采用的技術方案如下：

一種船舶目標切片圖像的ROI壓縮方法，應用于光學遙感衛星上，包括如下步驟：

步驟1：星上船舶目標檢測模塊對大幅遙感圖像進行分塊，依次對各圖像塊提取可能包含船舶目標的候選區域；

步驟2：星上船舶目標檢測模塊在各候選區域內提取疑似船舶目標的最小外接矩形，結合形狀特征對疑似目標進行判決，若判決結果為船舶，則輸出含目標船舶的切片圖像和目標在切片圖像中的最小外接矩形位置信息；

步驟3：以切片圖像中目標最小外接矩形作為ROI區域，計算切片圖像的ROI區域掩膜，提取小波變換域圖像中非ROI區域的小波系數的最大值max(BG)；

步驟4：利用max(BG)對ROI區域進行小波系數提升，對提升處理后的小波系數進行編碼，輸出壓縮碼流。

本發明提出的方法中，虛警剔除判決完成后，若疑似目標判別為船舶目標，將最小外接矩形信息與目標圖像切片合并輸出，在對船舶目標圖像切片進行ROI壓縮時，將目標最小外接矩形位置作為ROI區域計算ROI掩膜，編碼后輸出ROI壓縮碼流。