[發明專利]一種改進的海天線檢測和評估方法

有效

• 申請號: 201911144002.7
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN111105390B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 路紅;焦健;張文強;張睿
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/13;G06T7/90;G06T5/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于計算機圖像處理技術領域，具體為一種改進的海天線檢測和評估方法。本發明步驟為：根據海天線圖像中噪聲分布特點，進行圖像的預處理操作，包括：圖像顏色空間的轉換、圖像平滑、圖像照明度增強等；提取亮度信息，獲得灰度圖；根據海天線圖像中天空區域和海洋區域的分布特點，按照圖像斜對角線方向切分圖像；獲取天空區域和海洋區域的亮度閾值，和海天線周圍區域的亮度閾值；獲取海天線周圍區域的像素點；經過線性擬合操作得到最終海天線的位置，并繪制出來；根據圖像中預測和真實海天線的位置，使用兩個原創指標進行評估。本發明方法在強光照場景、低對比度場景、復雜場景和常規場景中，都可以穩定、準確、高效的檢測出海天線的位置。

技術領域

本發明屬于計算機圖像處理技術領域，具體涉及一種海天線檢測和評估方法。

背景技術

在真實場景下的海天線檢測方法具有多種應用意義，是輔助完成海上視覺任務的一項重要課題。首先，當在海上進行遠程檢測任務時，大多數檢測目標將出現在海天線區域附近。因此，海天線檢測可用于縮小目標檢測的范圍，提高算法的檢測速度和準確度。其次，包含海天線的圖像通常可以分為三個區域：天空區域，海天線區域和海洋區域。因此，使用海天線檢測方法，根據圖像中海天線的位置進行圖像分割。通過這種方式，可以將不同的檢測策略應用于不同的區域，從而提高了檢測方法的魯棒性。除此之外，由于海天線的位置與攝像機的拍攝姿態有關，因此觀察圖像中海天線的位置可以幫助調整云臺的拍攝角度，從而優化了整張拍攝圖像中的布局，方便進行下一步的目標檢測工作。

現階段，大部分的海上船舶檢測方法仍然單純依賴于雷達技術，通過脈沖信號的發射實現有限區域內船舶的檢測。這種檢測方法的優點是不受光照的影響，可以全天候、全天時的進行檢測。但是缺點是存在盲區、易被偵查。除此之外，雷達監測只能檢測船舶的方位和距離，無法檢測船舶的顏色、紋理、大小等細節特征。因此，可以將機器視覺技術引入船舶檢測這一領域，通過合適的船舶檢測算法實現對于船舶細節特征的精準檢測，然后搭配雙目測距算法與雷達檢測的坐標信息進行匹配。這樣能夠對原有的雷達檢測進行補充和優化，更好地完成海上船舶檢測的視覺任務。基于深度學習的檢測方法通常需要預先收集大量船舶圖像用于前期訓練，這顯然不太實際，因為不同的貨船之間存在很大差異。在實際應用場景中，諸如光強度，惡劣天氣，船舶和海面漂浮表面等因素是不可預測的，這也使得預訓練模型無法取得良好效果。因此，通過改進傳統的目標檢測算法完成船舶檢測這一特定視覺任務是最佳方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種準確的、適應性強的海天線檢測和評估方法，并且提出兩個原創指標，根據這兩個指標可以有效地評估海天線檢測的準確度和魯棒性。

本發明提供的海天線檢測和評估方法，包括：進行圖像的預處理操作，其中主要包括：圖像顏色空間的轉換、基于L0范數的圖像平滑、圖像照明度增強等操作；提取亮度信息，獲得灰度圖；根據海天線圖像中天空區域和海洋區域的分布特點，按照圖像斜對角線方向切分圖像；獲得天空區域和海洋區域的亮度閾值；獲得海天線周圍區域的亮度閾值；獲得海天線周圍區域的像素點；根據獲得的像素點集合進行線性擬合操作，得到最終海天線的位置，并繪制出來；根據圖像中預測和真實海天線的位置，使用兩個用于評估檢測效果的原創指標進行評估。其具體步驟如下。

(1)根據海天線圖像中噪聲分布特點，首先進行圖像的預處理操作。

(2)提取亮度信息，獲得灰度圖。

(3)按照圖像斜對角線方向切分圖像。

(4)獲得天空區域和海洋區域的亮度閾值。

(5)獲得海天線周圍區域的亮度閾值。

(6)獲得海天線周圍區域的像素點。

(7)根據獲得的像素點集合進行線性擬合操作，得到最終海天線的位置，并繪制出來。

(8)使用兩個原創指標進行性能評估。

其中：