[發明專利]高分辨SAR飛機目標輪廓提取方法、系統、存儲介質及設備

在審

• 申請號: 202110020415.5
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112734788A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 林楠;任仲樂;侯彪;焦李成
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T7/181
• 分類號: G06T7/181;G06T7/13;G06T7/136;G06T5/00;G06T7/90;G06T3/40;G06K9/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種高分辨SAR飛機目標輪廓提取方法、系統、存儲介質及設備，捕獲飛機輪廓并生成二值圖像，構建飛機目標標準候選模板庫；然后提取待匹配SAR圖像強散射點，同時濾除噪聲；再采用雙線性插值法調整二值化模板尺寸與待匹配SAR圖像尺寸一致，計算匹配度，取匹配度最高的模板作為飛機目標的最佳匹配模板；最后提取最優模板的輪廓，返回SAR圖像得到待測飛機目標的輪廓，完成輪廓提取。本發明采用傳統圖像分割方法，結合高分辨SAR圖像強散射點信息和公開光學遙感信息，實現了快速、準確的SAR飛機目標完整輪廓的提取。

技術領域

本發明屬于遙感圖像處理技術領域，具體涉及一種高分辨SAR飛機目標輪廓提取方法、系統、存儲介質及設備。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR，Synthetic Aperture Radar)是一種主動式的對地觀測系統，可安裝在飛機、衛星、宇宙飛船等飛行平臺上，利用合成孔徑原理，實現高分辨的微波成像，具有全天時、全天候、高分辨、大幅寬等特點，并具有一定的地表穿透能力，因此，SAR圖像經過解譯后可獲得關于探測地域大量有用的信息，在災害監測、環境監測、軍事偵察等方面具有廣泛的應用。而由于雷達對飛機、船舶、坦克、車輛等目標具有極強的發現能力，因此，基于SAR圖像對軍事目標進行識別分類成為SAR圖像解譯的重要分支。目前，得到廣泛認可的是由麻省理工學院林肯實驗室提出的三階段識別流程：

(1)目標檢測，檢測SAR圖像中感興趣的部分，得到ROI區域；

(2)目標鑒別，對檢測階段獲得的ROI進行篩選，去除背景地物形成的虛警；

(3)目標分類，對篩選后的目標進行再次篩選，并對其類型、位置、姿態、態勢等進行識別。

飛機作為現代戰爭的主力軍，不僅是重要的戰場情報偵察對象，更是戰場檢測的重要對象，其軍事價值不容忽略。因此，能夠快速、準確的識別飛機目標是獲得有利軍事情報、奪取戰爭主動權的重要手段。而由于背景環境復雜以及其他人造目標的干擾，加之飛機外形輪廓復雜且具有較高的姿態敏感性，識別難度較大，使得飛機目標的分類識別難度較大。因此，開展SAR圖像中飛機目標識別工作的研究迫在眉睫。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種高分辨SAR飛機目標輪廓提取方法、存儲介質及設備，充分利用了公開信息(對應場景光學圖像信息)，彌補了SAR圖像目標信息殘缺的不足，實現了快速準確的SAR飛機目標輪廓提取，解決SAR圖像飛機目標輪廓難以完整提取的問題，可用于經檢測得到的包含單個飛機目標SAR圖像的準確輪廓提取。

本發明采用以下技術方案：

高分辨SAR飛機目標輪廓提取方法，捕獲飛機輪廓并生成二值圖像，構建飛機目標標準候選模板庫；然后提取待匹配SAR圖像強散射點，同時濾除噪聲；再采用雙線性插值法調整二值化模板尺寸與待匹配SAR圖像尺寸一致，計算匹配度，取匹配度最高的模板作為飛機目標的最佳匹配模板；最后提取最優模板的輪廓，返回SAR圖像得到待測飛機目標的輪廓，完成輪廓提取。

具體的，構建飛機目標標準候選模板庫具體為：

依據待處理SAR飛機目標屬性文件中提供的經緯度信息，從谷歌地球網站找到對應地區，提取相應類別的光學飛機圖像，通過Canny算子捕獲飛機輪廓，并使用photoshop調整輪廓后生成二值圖像，對二值圖像中飛機目標進行旋轉和平移處理，實現飛機目標標準候選模板庫的構建。

具體的，提取目標強散射點具體為：

輸入待處理的高分辨SAR飛機圖像，采用Otsu自動閾值法將圖像二值化(0-1)，提取目標強散射點，同時濾除部分噪聲。

進一步的，若輸入圖像為f(i,j)，Otsu自適應閾值分割法具體流程如下：

S201、計算輸入圖像的灰度直方圖；