[發明專利]一種地面建筑物數據融合的復合識別方法

有效

• 申請號: 201811630977.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109784229B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 張天序;涂直健;桑紅石;劉羽豐;姜慶峰;李玉濤;姜鵬;付宏明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;武漢工程大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發明公開了一種地面建筑物數據融合的復合識別方法，包括：分別獲得地面建筑物的紅外圖像和激光圖像；對紅外圖像依次進行數學形態學預處理和圖像分割，以得到多個紅外圖像區域；獲得紅外圖像在激光探測器視場范圍內的圖像邊緣，并根據圖像邊緣標記得到多個邊緣分割區域；對激光圖像依次進行預處理和區域提取，以得到多個激光圖像區域；對紅外圖像區域、邊緣分割區域以及激光圖像區域進行數據融合，以得到一個或多個候選區域；提取各候選區域的區域特征，并將所提取的區域特征與建筑物目標的區域特征進行匹配，從而從候選區域中識別建筑物目標所在的目標區域。本發明能夠有效提高地面建筑物的識別準確度。

技術領域

本發明屬于成像自動目標識別領域，更具體地，涉及一種地面建筑物數據融合的復合識別方法。

背景技術

地面建筑物是重要的人造地面目標，在飛行器導航、避撞，精確制導武器末制導等領域對建筑物目標的識別都有大量的需求。建筑物通常位于復雜的地面背景之中，復雜的地面背景大大增加了建筑物目標的識別難度，造成目標特征不顯著等問題，這使得單模紅外探測方式對地面建筑物目標的直接識別效果不佳。

激光主動、紅外被動的雙模復合識別方式將紅外被動探測和激光主動探測相結合，兩種單模探測技術能夠優勢互補，激光能提供紅外無法提供的目標場景三維信息，獲取更加豐富的目標信息，提升識別能力，降低探測虛警率。對于激光紅外復合目標識別，已有一些學者進行了相關研究，“一種激光紅外復合的地面建筑物識別及導航方法”(申請號：CN201410844242)中提出將激光成像融入到紅外成像目標定位中，根據紅外圖像可以較好的反映目標與背景灰度差異的特點，以及激光圖像包含目標幾何本征信息的三維距離像，可以更好反映目標的形狀特征的特點，優化選取了紅外成像目標區域及背景對比度特征和激光成像目標區域的形狀特征，通過有效融合激光紅外顯著特征形成匹配要素，提高了匹配準確性。“激光與紅外融合目標檢測”(紅外與激光工程，Vol.47No.8Aug 2018)中提出將激光雷達測得的距離信息引入到DSBM算法中排除虛警，提升目標識別概率。首先配準激光距離像與紅外圖像，對紅外圖像進行檢測得到紅外檢測結果，然后根據激光傳感器得到的距離信息確定紅外圖像各檢測結果的實際大小，最后根據目標先驗知識，如地面運動目標小轎車、裝甲車、坦克的實際尺寸大小，排除不符合尺寸的虛警，得到目標識別結果。“紅外與激光融合目標識別方法”(紅外與激光工程，Vol.47No.5May 2018)中提出分別提取紅外圖像的小波矩特征和激光點云數據投影輪廓特征，并結合為高維特征向量，再采用基于3種不同觀點的約簡算法構建了一種差異性組合分類器，減少了特征的維數，降低了計算的復雜度，利用不同約簡之間的互補性進行融合識別，提高自動目標識別的精度和魯棒性。

以上技術通過提取紅外圖像及激光圖像不同的特征進行激光紅外復合識別，能夠實現對目標的識別，但是，目標表面材質不同時會導致紅外圖像中部分區域與背景反差低，從而導致紅外圖像中目標信息缺失；激光圖像中目標回波信號信噪比低及圖像預處理算法的缺陷等原因，則會導致激光圖像中目標信息缺失。在復雜背景下，紅外圖像或激光圖像中目標信息缺失的情況會更為嚴重，以上激光紅外復合識別方法提取的特征與對應目標特征真實值相似度較低，從而目標識別準確度得不到保證。

發明內容

針對現有技術的缺陷和改進需求，本發明提供了一種地面建筑物數據融合的復合識別方法，其目的在于，提高地面建筑物的識別準確度。

為實現上述目的，本發明提供了一種地面建筑物數據融合的復合識別方法，包括：

(1)分別獲得地面建筑物的紅外圖像和激光圖像；

(2)對紅外圖像依次進行數學形態學預處理和圖像分割，以得到多個紅外圖像區域；

(3)獲得紅外圖像在激光探測器視場范圍內的圖像邊緣，并根據圖像邊緣標記得到多個邊緣分割區域；

(4)對激光圖像依次進行預處理和區域提取，以得到多個激光圖像區域；