[發明專利]一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法與系統

在審

• 申請號: 202211068863.3
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115359357A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 王雪霽;于濤;鐘菁菁;劉宏;劉嘉誠;劉驍;亓晨;胡炳樑
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06T7/10
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

本發明涉及一種目標識別方法與系統，具體涉及一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法與系統，解決傳統的光譜偽裝物識別需要確認偽裝物的光譜特征，多波段光譜特征在偽裝物識別方面有難度，且偽裝物和自然背景往往具有異物同譜的現象，使偽裝物難以識別的技術問題。本發明基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法，可以同時獲取目標的偏振光譜信息，提高目標的識別準確率。該系統包括轉臺、設置在轉臺上的偏振多光譜相機、圖像處理模塊以及圖像分析識別模塊；轉臺與偏振多光譜相機分別與外部控制模塊連接；偏振多光譜相機與圖像處理模塊的輸入端連接；圖像處理模塊的輸出端與圖像分析識別模塊連接。

技術領域

本發明涉及一種目標識別方法與系統，具體涉及一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法與系統。

背景技術

目標識別在日常生活建設和國家安全防衛領域都具有重要作用，如何提高目標識別的準確率是目標識別的重要研究方向。自然背景復雜多變，且目標特征多樣又有相似性，無疑增加了目標識別的難度。傳統的多光譜識別受環境影響大，且光譜波段少、獲取信息量小，隨著探測技術的發展，多光譜識別逐步提升到獲取光譜數據、偏振數據及偏振光譜數據的程度。

偏振光譜探測是近些年來廣受關注的新型對地探測手段，偏振態是電磁波固有屬性，地球或者大氣中的目標在反射或散射電磁波時都會產生由自身狀態決定的偏振特性，并且目標的各種信息都包含在這些偏振特性中。偏振光譜圖像包含了空間、光譜、偏振等多維信息，兼具光譜圖像和偏振圖像的特點和優勢，而且偏振光譜圖像中包含更多的目標信息，能夠增加目標和背景的對比度，提升目標的檢測能力，并適用于復雜背景的地物檢測。

偽裝物的偽裝原理是利用光譜偽裝使得外表紋理或色彩與背景相似，因此偽裝物和自然背景往往具有異物同譜的現象，為偽裝物的識別帶來困難；傳統的光譜偽裝物識別往往需要確認偽裝物的光譜特征，多波段光譜特征在偽裝物識別方面有難度，而偽裝物作為人造物與自然背景在表面粗糙度和含水量上有差異，使得兩者在偏振特征參量上差異明顯。

發明內容

本發明的目的是解決傳統的光譜偽裝物識別需要確認偽裝物的光譜特征，多波段光譜特征在偽裝物識別方面有難度，且偽裝物和自然背景往往具有異物同譜的現象，使偽裝物難以識別的技術問題，而提供一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法與系統，可以同時獲取目標的偏振光譜信息，提高目標的識別準確率。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取目標場景的原始偏振光譜圖像；

步驟2：將原始偏振光譜圖像分離并重構，獲得不同偏振方向對應的偏振高光譜圖像；

步驟3：計算步驟2所得的偏振高光譜圖像的偏振參量；

步驟4：利用紅色波段與近紅外波段的偏振參量計算NDVI指數，獲得NDVI指數圖像；

步驟5：對NDVI指數圖像進行二值化，獲得二值化圖像；

步驟6：對二值化圖像進行腐蝕運算與膨脹運算，獲得偽裝物識別后的目標物和背景。

進一步地，步驟1具體為：

將基于線性漸變濾光片的偏振多光譜相機固定在轉臺的轉軸中心位置，確定位移像元個數s,根據位移像元個數s調整轉臺的轉速和旋轉角度；再利用偏振多光譜相機獲取目標場景的M張原始偏振光譜圖像，其中s為2的倍數，M為大于等于1的整數。

進一步地，步驟2具體為：