[發(fā)明專利]一種基于旋轉(zhuǎn)區(qū)域提取的艦船多目標(biāo)檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910381699.3 | 申請日： | 2019-05-08 |
| 公開（公告）號： | CN110223302B | 公開（公告）日： | 2021-11-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊衛(wèi)東;陳俊;吳豐陽;王春聯(lián);姜昊;蘭先超;張達(dá);喻良瑜 | 申請（專利權(quán)）人： | 華中科技大學(xué) |
| 主分類號： | G06T7/11 | 分類號： | G06T7/11;G06T7/64;G06T7/70;G06T3/60;G06K9/62 |
| 代理公司： | 華中科技大學(xué)專利中心 42201 | 代理人： | 曹葆青;李智 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 旋轉(zhuǎn) 區(qū)域 提取 艦船 多目標(biāo) 檢測 方法 | ||
1.一種基于旋轉(zhuǎn)區(qū)域提取的艦船多目標(biāo)檢測方法，其特征在于，包括：
(1)采集包含艦船目標(biāo)的遙感圖像，并將所述遙感圖像裁剪為設(shè)定大小；
(2)分別對所述遙感圖像中包含的艦船目標(biāo)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)矩形標(biāo)注，并將標(biāo)注了旋轉(zhuǎn)矩形的遙感圖像作為訓(xùn)練集和測試集；所述旋轉(zhuǎn)矩形為包含艦船目標(biāo)的最小面積外接矩形；步驟(2)中所述分別對所述遙感圖像中包含的艦船目標(biāo)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)矩形標(biāo)注，具體包括：
(2.1)以所述遙感圖像左上角為原點(diǎn)，將艦船目標(biāo)的中心點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)矩形的中心點(diǎn)，其坐標(biāo)表示為(x，y)；
(2.2)以艦船目標(biāo)右下角為起始點(diǎn)建立二維坐標(biāo)系，將沿x軸正方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ時(shí)遇到的艦船目標(biāo)邊沿作為旋轉(zhuǎn)矩形的寬w；
(2.3)將艦船目標(biāo)另一相鄰邊沿作為旋轉(zhuǎn)矩形的高h(yuǎn)；
(2.4)將角度θ作為旋轉(zhuǎn)矩形的旋轉(zhuǎn)角度；
(2.5)將任意旋轉(zhuǎn)角度的艦船目標(biāo)標(biāo)注為(x，y，w，h，θ)；所述角度θ的取值范圍為-90°≤θ＜0°；
(3)利用所述訓(xùn)練集和測試集對包括基礎(chǔ)特征提取網(wǎng)絡(luò)和分類回歸網(wǎng)絡(luò)的艦船多目標(biāo)檢測模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到用于檢測艦船目標(biāo)的艦船多目標(biāo)檢測模型；步驟(3)中所述艦船多目標(biāo)檢測模型訓(xùn)練過程中采用的損失函數(shù)包括所述旋轉(zhuǎn)矩形旋轉(zhuǎn)角度的損失函數(shù)；所述旋轉(zhuǎn)矩形旋轉(zhuǎn)角度的損失函數(shù)，具體為：
其中，λθ為對應(yīng)的權(quán)值系數(shù)，θi為當(dāng)前特征圖中第i個網(wǎng)格預(yù)測的矩形框的旋轉(zhuǎn)角度，為當(dāng)前特征圖中第i個網(wǎng)格負(fù)責(zé)的真實(shí)矩形框的旋轉(zhuǎn)角度；為特征圖中第i個網(wǎng)格中的第j個box是否負(fù)責(zé)這個目標(biāo)，為0時(shí)表示不負(fù)責(zé)，為1時(shí)表示負(fù)責(zé)；S為特征圖的邊長；B表示每一個網(wǎng)格對應(yīng)的預(yù)測框的個數(shù)；
(4)將待檢測的遙感圖像輸入訓(xùn)練好的艦船多目標(biāo)檢測模型中進(jìn)行檢測，得到包括艦船目標(biāo)預(yù)選框和對應(yīng)置信度的初步檢測結(jié)果；
(5)計(jì)算置信度最高的預(yù)選框與其他預(yù)選框的旋轉(zhuǎn)交并比，并將旋轉(zhuǎn)交并比大于設(shè)定閾值的預(yù)選框刪除，得到最終檢測結(jié)果；步驟(5)中所述旋轉(zhuǎn)交并比的計(jì)算方法具體為：
(5.1)計(jì)算兩個旋轉(zhuǎn)矩形的所有交點(diǎn)；
(5.2)將所有交點(diǎn)連接起來，構(gòu)成一個凸包；
(5.3)在所有交點(diǎn)中以x和y坐標(biāo)最小的點(diǎn)作為頂點(diǎn)；
(5.4)將所述頂點(diǎn)分別與相鄰兩個不同的交點(diǎn)連接，構(gòu)成多個三角形；
(5.5)計(jì)算所有三角形的面積之和，得到所述旋轉(zhuǎn)交并比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于旋轉(zhuǎn)區(qū)域提取的艦船多目標(biāo)檢測方法，其特征在于，步驟(1)中所述遙感圖像分辨率為0.6m～3m；所述設(shè)定大小為608×608像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于旋轉(zhuǎn)區(qū)域提取的艦船多目標(biāo)檢測方法，其特征在于，步驟(5)中所述設(shè)定閾值為0.5。
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