[發(fā)明專(zhuān)利]一種SAR圖像艦船目標(biāo)檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011498272.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112634222A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金國(guó)棟;譚力寧;蘇娟;李建波;王連鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍火箭軍工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00;G06T5/30;G06T7/136
• 代理公司: 北京欣鼎專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11834
• 代理人: 王陽(yáng)虹

本發(fā)明公開(kāi)了一種SAR圖像艦船目標(biāo)檢測(cè)方法，涉及SAR圖像目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，包括下述步驟：(1)根據(jù)像素灰度值出現(xiàn)頻率選取閾值對(duì)雜波像素進(jìn)行篩選，并基于選定的滑動(dòng)窗計(jì)算SAR圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的核密度值，并通過(guò)歸一化轉(zhuǎn)換為像素點(diǎn)相應(yīng)的空間值；(2)通過(guò)抽樣定理對(duì)圖像進(jìn)行降分辨率處理；(3)經(jīng)過(guò)像素篩選的降分辨率圖像中實(shí)現(xiàn)基于G0分布的自適應(yīng)CFAR檢測(cè)。本發(fā)明在對(duì)聯(lián)合圖像進(jìn)行檢測(cè)前對(duì)圖像進(jìn)行了降分辨率處理，不僅使得SAR圖像適合現(xiàn)有的CFAR圖像處理，而且分辨率降低能夠提高檢測(cè)效率，并且能夠使得虛警率保持恒定和減少，同時(shí)能夠提高檢測(cè)數(shù)值的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及SAR圖像目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種SAR圖像艦船目標(biāo)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

20世紀(jì)70年代以海洋衛(wèi)星SeaSat-1的發(fā)射標(biāo)志著世界進(jìn)入了現(xiàn)代空間遙感時(shí)代，海洋觀測(cè)進(jìn)入立體觀測(cè)時(shí)代，海洋衛(wèi)星和衛(wèi)星遙感海洋應(yīng)用成為現(xiàn)代海洋監(jiān)視的主要手段。在海洋監(jiān)視應(yīng)用中，SAR 特別是星載SAR已成為岸基雷達(dá)、光學(xué)傳感器等的有益補(bǔ)充甚至具有替代作用。近年來(lái)，作為海洋監(jiān)視應(yīng)用的重要組成部分，基于SAR圖像的艦船目標(biāo)自動(dòng)檢測(cè)日益成為研究熱點(diǎn)。基于背景雜波統(tǒng)計(jì)模型的 CFAR和雙參數(shù)CFAR艦船目標(biāo)檢測(cè)方法都是像素級(jí)別的檢測(cè)，有一定的不足。在超像素概念被提出來(lái)后，基于超像素的SAR圖像目標(biāo)檢測(cè)發(fā)展很迅速。有研究者提出了一種基于超像素的恒虛警率CFAR結(jié)合形態(tài)學(xué)處理的目標(biāo)檢測(cè)方法，但此方法缺點(diǎn)是需要利用滑窗對(duì)SAR圖像中的超像素進(jìn)行遍歷處理，運(yùn)算量大，且最終檢測(cè)結(jié)果艦船目標(biāo)形態(tài)有失真情況出現(xiàn)。還有研究者提出了一種基于像素分類(lèi)的目標(biāo)篩選方法，預(yù)設(shè)一定數(shù)量的不同類(lèi)別目標(biāo)組合，但在復(fù)雜海況下，背景和目標(biāo)像素很難用該數(shù)量的不同類(lèi)別全部代表，在平靜海域中，該數(shù)量的不同類(lèi)別又可能會(huì)存在冗余。雖然有研究者使用信息論方法來(lái)檢測(cè) SAR圖像目標(biāo)，但單純的信息論方法檢測(cè)在單一場(chǎng)景、不太復(fù)雜的環(huán)境下來(lái)檢測(cè)還可以取得較好的效果，而在復(fù)雜情況下，往往要么有較低的檢測(cè)率并伴有較高的漏檢率，要么有較多的虛警，難以同時(shí)保證較高的檢測(cè)率、較低的漏檢率和較低的虛警率。此外，現(xiàn)有技術(shù)往往只注重檢測(cè)之后的目標(biāo)正確檢測(cè)數(shù)目、虛警和漏檢目標(biāo)數(shù)目，而沒(méi)有注意到檢測(cè)結(jié)果中目標(biāo)的原有形態(tài)有沒(méi)有很好的保留。針對(duì)這一不足，創(chuàng)新性的定義了檢測(cè)失真率這一指標(biāo)來(lái)檢驗(yàn)本發(fā)明檢測(cè)方法和現(xiàn)有檢測(cè)方法的檢測(cè)性能。

受海浪、風(fēng)速和噪聲等因素的影響，SAR海洋圖像具有很大的非均勻性，從而導(dǎo)致大量的虛警，使得檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確，恒虛警率(CFAR) 方法根據(jù)背景雜波的統(tǒng)計(jì)特性自適應(yīng)的選取閾值，能夠保證檢測(cè)結(jié)果的虛警率恒定，并且具有計(jì)算簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前研究最多、應(yīng)用最為廣泛的一類(lèi)SAR圖像艦船目標(biāo)自動(dòng)檢測(cè)算法。但是，傳統(tǒng)的 CFAR檢測(cè)方法大多針對(duì)低分辨率SAR圖像，隨著SAR成像能力和圖像分辨率的提高,傳統(tǒng)的CFAR檢測(cè)方法已不能滿(mǎn)足艦船目標(biāo)自動(dòng)檢測(cè)的要求。

為此，我們提出來(lái)一種SAR圖像艦船目標(biāo)檢測(cè)方法解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提高對(duì)SAR圖像艦船檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和高效性，而提出的一種SAR圖像艦船目標(biāo)檢測(cè)方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種SAR圖像艦船目標(biāo)檢測(cè)方法，包括下述步驟：

(1)根據(jù)像素灰度值出現(xiàn)頻率選取閾值對(duì)雜波像素進(jìn)行篩選，并基于選定的滑動(dòng)窗計(jì)算SAR圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的核密度值，并通過(guò)歸一化轉(zhuǎn)換為像素點(diǎn)相應(yīng)的空間值；

(2)通過(guò)抽樣定理對(duì)圖像進(jìn)行降分辨率處理，并根據(jù)SAR圖像每個(gè)像素點(diǎn)的亮度值和空間值，計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)相應(yīng)的聯(lián)合值，得到所有的聯(lián)合值形成聯(lián)合圖像；

(3)經(jīng)過(guò)像素篩選的降分辨率圖像中實(shí)現(xiàn)基于G0分布的自適應(yīng) CFAR檢測(cè)，并利用CFAR艦船目標(biāo)檢測(cè)方法對(duì)聯(lián)合圖像進(jìn)行檢測(cè)，得到艦船目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。

可選地，所述像素灰度值中包括陸地灰度值和海洋灰度值，當(dāng)陸地灰度值出現(xiàn)時(shí)直接進(jìn)行陸地屏蔽。