[發明專利]一種基于金字塔影像分割的隕石坑自動提取方法

在審

• 申請號: 202111599856.1
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114519723A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 洪中華;凡紫陽;楊亞輝;鐘琳萱;馬振玲;潘海燕;周汝雁;張云;韓彥嶺;王靜;楊樹瑚;徐利軍
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 姜曉艷

1.一種基于金字塔影像分割的隕石坑自動提取方法，其特征在于：以均分方式對待檢月球DEM影像進行裁剪，構建多尺度金字塔影像，并將金字塔影像的所有層影像調整至統一尺寸，然后從底層至頂層將各層影像逐一輸入U-Net神經網絡模型進行隕石坑的邊緣分割，再利用模板匹配算法提取各個隕石坑的基于當前金字塔影像像素矩陣的像素中心坐標和大小，最后利用轉換關系，計算各個隕石坑實際對應的經緯度中心坐標和半徑。

2.根據權利要求1所述的基于金字塔影像分割的隕石坑自動提取方法，其特征在于：所述金字塔影像從底層至頂層的影像依次設置為待檢月球DEM影像的原始影像、一次均分后的所有影像、二次均分后的所有影像…N次均分后的所有影像，依次采用四的指數倍遞增方式進行均分。

3.根據權利要求2所述的基于金字塔影像分割的隕石坑自動提取方法，其特征在于：所述待檢月球DEM影像設置為正方形，構建三層金字塔影像，從底層到頂層依次設置為原始影像、四均分后的四個影像、十六均分后的十六個影像，然后金字塔影像的所有層影像調整至256×256像素大小。

4.根據權利要求2所述的基于金字塔影像分割的隕石坑自動提取方法，其特征在于：所述U-Net神經網絡模型包括左部、中部和右部，其中，左部設置為收縮路徑即編碼器，用于提取金字塔影像各層圖像的圖像特征，包含三組操作，每組操作均包括兩個卷積層和一個最大池化層；右部設置為擴展路徑即解碼器，用于對提取到的圖像特征進行融合，也包含三組操作，每組操作均包括上采樣層、合并層、dropout層和兩個卷積層；中部設置為多級跳躍連接，用于合并收縮路徑和擴展路徑中具有相同大小的特征通道。

5.根據權利要求1所述的基于金字塔影像分割的隕石坑自動提取方法，其特征在于：所述轉換關系設置為

X_degree＝-180°+α*(X₀+n*x_pix)

Y_degree＝-60°+α*[W-(Y₀+n*y_pix)]

R_km＝β*n*r_pix

其中，(X₀,Y₀)和S分別表示金字塔影像每層影像左上角的像素坐標和調整前的像素長度，S′表示金字塔影像調整后的像素長度，L、W分別表示全月DEM影像的像素長度和像素寬度，(-180°,-60°)表示原始影像左上角的經緯度坐標，R_moon＝1737.4km，代表月球半徑，(x_pix,y_pix,r_pix)表示模板匹配算法提取到的各個隕石坑的像素中心坐標和半徑大小，(X_degree,Y_degree,R_km)表示隕石坑實際的經緯度坐標和半徑，單位為km。