[發(fā)明專利]基于素描信息和超像素分割的光學(xué)遙感圖像海陸分割方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910375910.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN110120050B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳璞花;江立;劉芳;焦李成;古晶;劉紅英;郭雨薇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/11
• 分類號(hào): G06T7/11;G06K9/62;G06T7/187;G06T7/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

本發(fā)明公開了一種基于素描信息和超像素分割的光學(xué)遙感圖像海陸分割方法，根據(jù)光學(xué)遙感圖像的素描圖生成結(jié)構(gòu)區(qū)域圖，結(jié)合海陸素描先驗(yàn)信息對(duì)結(jié)構(gòu)區(qū)域圖中的結(jié)構(gòu)區(qū)域和非結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行海陸標(biāo)記，得到粗分割結(jié)果圖；對(duì)光學(xué)遙感圖像進(jìn)行超像素分割，根據(jù)粗分割結(jié)果圖和超像素的方差與局部海陸信息對(duì)超像素進(jìn)行海陸類別標(biāo)記；最后使用超像素二分裂算法對(duì)沿海陸地超像素進(jìn)行二分裂，并對(duì)分裂得到的超像素海陸類別重新標(biāo)記實(shí)現(xiàn)海岸線的精確定位，得到最終海陸分割結(jié)果。本發(fā)明分割準(zhǔn)確率高，能對(duì)噪聲點(diǎn)以及陸地內(nèi)與海洋顏色相似的易分錯(cuò)點(diǎn)進(jìn)行正確分類，對(duì)不同場(chǎng)景的光學(xué)遙感圖像具有很好的魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于素描信息和超像素分割的光學(xué)遙感圖像海陸分割方法，可用于光學(xué)遙感圖像海陸區(qū)域的精確分割。

背景技術(shù)

光學(xué)遙感圖像由于其分辨率高，覆蓋范圍廣，被廣泛應(yīng)用于各類目標(biāo)檢測(cè)中。海洋覆蓋范圍廣闊，只能通過遙感的手段對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)，利用光學(xué)遙感圖像對(duì)海上漁船、軍艦、采油井等目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)對(duì)于民生及軍事應(yīng)用都有非常大的作用。在海上目標(biāo)檢測(cè)中，海陸分割是一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟，準(zhǔn)確的海陸分割可以將海面和陸地分開，利用海洋的先驗(yàn)，縮小目標(biāo)檢測(cè)的范圍，提高檢測(cè)效率，同時(shí)排除復(fù)雜的陸地環(huán)境對(duì)于目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果的干擾，提高海上目標(biāo)檢測(cè)的準(zhǔn)確率。

目前已有很多關(guān)于海陸分割的方法，主流的海陸分割方法包括：基于閾值的分割方法、基于特征融合的分割方法、基于邊界跟蹤的分割方法、基于活動(dòng)輪廓的分割方法等。現(xiàn)有使用區(qū)域內(nèi)方差作為區(qū)域紋理特性，設(shè)置方差閾值，實(shí)現(xiàn)海陸區(qū)域的分割，但很難準(zhǔn)確自動(dòng)地選取最優(yōu)閾值。現(xiàn)有基于特征融合的海陸分割方法，將多種特征相結(jié)合，解決了利用單一特征造成的分割精度低，孤立區(qū)域多等問題，但這類方法由于計(jì)算多個(gè)特征，計(jì)算成本高，并且會(huì)造成分割結(jié)果圖的邊緣鋸齒效應(yīng)。現(xiàn)有使用海岸線跟蹤的方法，在海岸線跟蹤中基于八鄰域方向，按一定規(guī)則尋找符合邊界要求的像素點(diǎn)來提取海陸分割線實(shí)現(xiàn)海陸分割，起始種子邊界點(diǎn)的選取在這類方法中非常重要，在很大程度上影響最終的分割效果。現(xiàn)有采用不斷迭代初始輪廓來擬合真實(shí)海陸輪廓，實(shí)現(xiàn)基于活動(dòng)輪廓的海陸分割，但是該類檢測(cè)方法會(huì)將圖像中具有穩(wěn)定輪廓的弱目標(biāo)區(qū)域檢測(cè)出來，干擾了海岸線的檢測(cè)效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于素描信息和超像素分割的光學(xué)遙感圖像海陸分割方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海陸區(qū)域的精準(zhǔn)分割，對(duì)不同場(chǎng)景的光學(xué)遙感圖像具有較強(qiáng)的魯棒性。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

基于素描信息和超像素分割的光學(xué)遙感圖像海陸分割方法，根據(jù)光學(xué)遙感圖像的素描圖生成結(jié)構(gòu)區(qū)域圖，結(jié)合海陸素描先驗(yàn)信息對(duì)結(jié)構(gòu)區(qū)域圖中的結(jié)構(gòu)區(qū)域和非結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行海陸標(biāo)記，得到粗分割結(jié)果圖；對(duì)光學(xué)遙感圖像進(jìn)行超像素分割，根據(jù)粗分割結(jié)果圖和超像素的方差與局部海陸信息對(duì)超像素進(jìn)行海陸類別標(biāo)記；最后使用超像素二分裂算法對(duì)沿海陸地超像素進(jìn)行二分裂，并對(duì)分裂得到的超像素海陸類別重新標(biāo)記實(shí)現(xiàn)海岸線的精確定位，得到最終海陸分割結(jié)果。

具體的，使用長(zhǎng)L寬W的矩形窗口提取結(jié)構(gòu)區(qū)域，生成結(jié)構(gòu)區(qū)域圖，具體為：對(duì)于素描圖中的每一條素描線段，將矩形窗口中心和該素描線段的一個(gè)端點(diǎn)對(duì)齊，矩形窗口方向與該素描線段方向平行，然后沿著該素描線段的方向滑動(dòng)矩形窗口，直到矩形窗口的中心與該素描線段的另一個(gè)端點(diǎn)重合時(shí)停止滑動(dòng)，矩形窗口所經(jīng)過的區(qū)域?yàn)榻Y(jié)構(gòu)區(qū)域，矩形窗口未經(jīng)過的區(qū)域?yàn)榉墙Y(jié)構(gòu)區(qū)域，最終得到結(jié)構(gòu)區(qū)域圖。

具體的，對(duì)結(jié)構(gòu)區(qū)域圖中的結(jié)構(gòu)區(qū)域和非結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行海陸標(biāo)記具體為：

S401、將結(jié)構(gòu)區(qū)域圖中，被結(jié)構(gòu)區(qū)域包圍的非結(jié)構(gòu)區(qū)域記為封閉式非結(jié)構(gòu)區(qū)域，沒有被結(jié)構(gòu)區(qū)域包圍的非結(jié)構(gòu)區(qū)域記為開放式非結(jié)構(gòu)區(qū)域；

S402、將封閉式非結(jié)構(gòu)區(qū)域標(biāo)記為陸地；

S403、計(jì)算每個(gè)開放式非結(jié)構(gòu)區(qū)域的區(qū)域面積，區(qū)域面積為區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)個(gè)數(shù)；