[發明專利]基于雷達視頻圖像幀間關聯的海冰識別方法

有效

• 申請號: 201810763967.3
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN109034161B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 王曙曜;丁友峰;宋凱;陸小虎
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: G06V10/26
• 分類號: G06V10/26;G06V10/764;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于雷達視頻圖像幀間關聯的海冰識別方法，其中包括對當前幀雷達圖像進行幀間積累，設置門限T1利用全局閾值分割法對對積累圖像進行閾值分割得到圖像1，設置門限T2利用全局閾值分割法對原始雷達視頻圖像分割得到圖像2，選取連續的2幅雷達圖像，對其劃分成多個局部窗口，分別計算各窗口的相關系數，利用最大類間方差分析法對其進行分割得到圖像3，對圖像1圖像2圖像3進行與運算，完成冰水分離。

技術領域

本發明涉及雷達海洋遙感領域，尤其涉及基于雷達圖像的海冰檢測識別技術

背景技術

在海冰監測技術領域，雷達海冰監測技術具有監測范圍大、實時性好、全天候工作以及成本低的優勢，在海洋科學研究中有著巨大的應用價值。

傳統的基于冰水回波強度特征對單幀雷達圖像進行閾值分割的識別技術在雜波較強的情況下很難達到理想的效果。從多幀雷達圖像冰水的相關性進行分析，海冰屬于固定或者慢速運動目標，相關性強，海雜波則完全不具備相關性。基于這一特性，本發明提出了一種全新的冰水識別方法，可在強雜波背景下有效區分海冰和海水。

發明內容

本發明提供了一種基于雷達圖像的海冰檢測識別方法，基于海冰和海水分別在多幀雷達圖像之間的強相關性和弱相關性，利用雷達圖像幀間積累技術對海冰和海水進行分類識別。

本發明的技術解決方案為：對當前幀雷達視頻圖像進行幀間積累，利用全局閾值分割技術對幀間積累圖像和原始視頻圖像進行分割得到圖像1和圖像2，選取連續的2幅雷達圖像劃分成多個局部窗口，分別計算各窗口的相關系數，利用最大類間方差分析法進行分割得到圖像3，最后對圖像1圖像2圖像3進行與運算，完成冰水分離。

附圖及說明

圖1為本發明的設計流程圖。

具體實施方式

本發明對當前幀雷達圖像進行幀間積累，設置門限T1利用全局閾值分割法對對積累圖像進行閾值分割得到圖像1，設置門限T2利用全局閾值分割法對原始雷達視頻圖像分割得到圖像2，選取連續的2幅雷達圖像，對其劃分成多個局部窗口，分別計算各窗口的相關系數，利用最大類間方差分析法對其進行分割得到圖像3，對圖像1圖像2圖像3進行與運算，完成冰水分離。具體實施步驟可分為以下幾個步驟：

1.對當前幀雷達圖像進行幀間積累，可由下列公式實現積累。

式中表示第k幀圖像積累后的雷達回波強度，A_k表示第k幀的雷達回波強度，表示第k-1幀的雷達回波強度，α表示迭代系數，一般取值0.125。

2.設定強度閾值T1對積累后的雷達圖像做閾值分割處理，大于閾值強度記1，小于閾值強度記0。

3.設定強度閾值T2對當前幀原始雷達圖像做閾值分割處理，大于閾值強度記1，小于閾值強度記0。

4.選取時間連續的兩幅雷達圖像，分別劃分成多個局部窗口，計算兩幅圖像中每個對應的局部窗口的相關系數，可由下列公式實現計算。

上式中r表示相關系數，X表示第一幅雷達視頻圖像強度值，Y表示第二幅雷達圖像強度值。

5.利用最大類間方差分析法對第4步得到的相關圖像進行閾值分割，大于閾值記1，小于閾值記0，最大類間方差分析法具體實現方式為：

假定分割閾值為t,將相關系數劃分為兩類，小于t屬于海冰區，記為A；大于t屬于海水區，記為B，分別計算A和B類的概率，記為w_A和w_B；分別計算A和B的平均值u_A和u_B；計算全圖的平均值為u，則兩類方差可以定義為：