[發(fā)明專利]一種可見光艦船尾跡圖像增強(qiáng)和檢測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310361595.2
• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116630208A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玉祥;孫曉桐;張濤;楊雨晴;陳星豪;李君;朱正;史金輝
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G06T5/20
• 分類號: G06T5/20;G06T5/00;G06T5/10;G06T7/13;G06T7/44;G06T7/155;G06T5/30;G06T5/50
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本發(fā)明公開了一種可見光艦船尾跡圖像增強(qiáng)和檢測方法，包括：對可見光艦船尾跡圖像進(jìn)行改進(jìn)雙邊紋理濾波，增強(qiáng)尾跡紋理細(xì)節(jié)特征，并抑制噪聲；對增強(qiáng)后的灰度圖像進(jìn)行改進(jìn)Canny算子和形態(tài)學(xué)融合邊緣檢測，增強(qiáng)尾跡邊緣特征；對融合后邊緣圖像進(jìn)行霍夫變換，根據(jù)尾跡特征去除虛假尾跡，得到直線尾跡檢測結(jié)果。本發(fā)明通改進(jìn)雙邊紋理濾波，增強(qiáng)了可見光圖像尾跡的紋理特征，改進(jìn)Canny算子和形態(tài)學(xué)融合，增強(qiáng)了可見光圖像尾跡的邊緣特征，解決了可見光成像質(zhì)量易受環(huán)境影響，尾跡紋理和邊緣不清晰的問題，提高了算法的適用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可見光艦船尾跡圖像增強(qiáng)和檢測方法。

背景技術(shù)

艦船在海上行駛時(shí)形成的尾跡通常能夠維持很長時(shí)間，且能延續(xù)幾百到幾千米，相較于船體本身，更利于觀測分析，有很高的研究價(jià)值。目前，尾跡檢測的研究主要依靠合成孔徑雷達(dá)成像和紅外成像，但與合成孔徑雷達(dá)成像和紅外成像相比，可見光成像的分辨率更高，尾跡圖像具有更豐富的細(xì)節(jié)特征，更加直觀易于分析。

可見光成像質(zhì)量易受氣象、光照條件的影響，同時(shí)遠(yuǎn)距離探測往往使得采集到的圖像對比度低、細(xì)節(jié)少，影響海面尾跡檢測。因此，針對可見光艦船尾跡的圖像增強(qiáng)和檢測，提高算法適用性是具有重要的研究意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為克服上述問題，從而提供一種可見光艦船尾跡圖像增強(qiáng)和檢測方法，通改進(jìn)雙邊紋理濾波，增強(qiáng)可見光圖像尾跡的紋理特征，改進(jìn)Canny算子和形態(tài)學(xué)融合，增強(qiáng)可見光圖像尾跡的邊緣特征，解決可見光成像質(zhì)量易受環(huán)境影響，尾跡紋理和邊緣不清晰的問題，提高算法的適用性。

為了達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種可見光艦船尾跡圖像增強(qiáng)和檢測方法，包括以下步驟：

S1：對可見光艦船尾跡圖像進(jìn)行改進(jìn)雙邊紋理濾波，增強(qiáng)尾跡紋理細(xì)節(jié)特征，并抑制噪聲；

S2：對增強(qiáng)后的灰度圖像進(jìn)行改進(jìn)Canny算子和形態(tài)學(xué)融合邊緣檢測，增強(qiáng)尾跡邊緣特征；

S3：對融合后邊緣圖像進(jìn)行Hough變換，根據(jù)尾跡特征去除虛假尾跡，得到直線尾跡檢測結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述步驟S1的具體過程是：

步驟S1.1：對可見光尾跡圖像進(jìn)行雙邊紋理濾波，得到結(jié)構(gòu)圖像，將原始圖像與結(jié)構(gòu)圖像相減得到紋理細(xì)節(jié)圖像，其公式如下：

其中，BTF表示雙邊紋理濾波變換，記I為原始可見光尾跡圖像，uⁱ表示I中的粗尺度部分，也是下一級分解的輸入圖像，經(jīng)過L級分解后，得到結(jié)構(gòu)圖像u^L-1和紋理細(xì)節(jié)圖像dⁱ(i＝1,…,L-1)；

步驟S1.2：對分解后的紋理細(xì)節(jié)圖像dⁱ(i＝1,…,L-1)進(jìn)行自適應(yīng)增強(qiáng)變換，其公式如下：

其中，b和c控制增強(qiáng)的幅度，且0b1；

步驟S1.3：對結(jié)構(gòu)圖像和增強(qiáng)變換后的紋理細(xì)節(jié)圖像合并，得到增強(qiáng)后圖像。

進(jìn)一步地，所述步驟S1.1中，所述雙邊紋理濾波用于可見光尾跡圖像結(jié)構(gòu)紋理分解，其公式如下：

其中，I_v表示可見光尾跡圖像源圖像，v表示源圖像中的輸入像素點(diǎn)，u表示中心像素點(diǎn)，W_u為正則項(xiàng)，G_u和G_v分別表示像u和v處的紋理描述圖像，和分別是空間域核和圖像像素域核，均為典型的二維高斯函數(shù)，對源圖像進(jìn)行雙邊紋理濾波得到結(jié)構(gòu)圖像B_u。