[发明专利]一种基于小波变换和OTSU阈值的SAR图像海陆分割方法

说明书

技术领域

本发明涉及SAR图像海洋目标监视系统的海陆分割的技术领域，特别涉及一种基于小波变换和OTSU阈值的SAR图像海陆分割方法。

背景技术

海陆分割是SAR图像海洋目标监视系统的关键技术之一。如图1(a)所示（参见文献[1]G.Margarit,J.Barba-Milanes,and A.Tabasco,“Operational ship monitoring system based on synthetic aperture radar processing,”Remote Sens.,Vol.1,No.3,Aug.2009,pp.375-392.），通过该方式屏蔽陆地区域，可将目标搜索范围锁定于海洋区域，大大减少舰船检测算法应用于陆地区域产生的虚警，降低系统的整体计算负担。

传统上，通常利用地形图文件中的信息来标记海岸线，屏蔽陆地区域（参见文献[2]D.J.Crisp,“The state-of-the-art in ship detection in synthetic aperture radar imagery，”Intell.,Surveillance and Reconnaissance Div,Inf.Sci.,Lab.,Def.,Sci.Technol.Org,Edinburgh,S.A.,Australia,May，2004.）。但是如图1(b)所示（参见文献[1]），当地形图绘制不精确、分辨率较低，或缺少精确的卫星成像位置信息时，基于地形图文件的方法通常会误标记或漏标记部分海岸线。根据海面与陆地的SAR图像特性差异，而提出的基于图像处理技术的自动海陆分割方法，能在很大程度上克服传统方法的不足，满足海洋目标监视系统的应用需求。图1(b)中的黑色曲线即为自动海陆分割方法得到的精确海岸线，白色曲线为采用传统方式标记的海岸线。

现有技术一的技术方案：

文献[3]（J.Lee,I.Jurkevich,“Coastline detection and tracking in SAR images,”IEEE Trans.on Geoscience and Remote Sensing,Vol.28,No.4,July 1990,pp.662-668.）利用Sigma滤波、Sobel边缘检测子、均值滤波、直方图计算、阈值检测、Robert算子、边沿跟踪等一系列基本图像处理技术，解决SAR图像中的海陆分割问题，能够有效地检测出大部分海岸线。该方法的基本流程如图2所示。

现有技术一的缺点为：

尽管文献[3]中方法通过现有较成熟的基本图像处理技术，实现了海岸线检测，但其仍然存在以下缺点：

(1)过多地采用基于窗口的图像处理技术，如Sigma滤波、Sobel算子、均值滤波、Robert算子，它们的性能均依赖于窗口尺寸的大小。这就意味着算法实现过程中在参数设置方面需要较多的人工干预，以得到较精确的检测结果，故算法的鲁棒性有限。

(2)多次阈值处理和边缘跟踪对算法性能具有很大影响，而两者均在一定程度上依赖于经验参数。

(3)该方法的基本实现流程较复杂。

现有技术二的技术方案为：

文献[4]（A.Niedermeier,E.Romaneeβen,and S.Lehner,“Detection of coastline in SAR images using wavelet methods,”IEEE Trans.on Geoscience and Remote Sensing,Vol.38,No.5,Sep.2000,pp.2270-2281.）提出一种基于小波变换和活动轮廓模型的海岸线检测方法，其基本流程如图3所示。首先利用小波边缘检测（参见文献[5]S.Mallat and S.Zhong,“Characterization of signals from multiscale edges,”IEEE Trans.Pattern Anal.Machine Intell.,Vol.14,July 1992,pp.710-732.）得到大于特定阈值的所有边缘；然后，通过块跟踪算法粗略分割出海陆边界区域；在此基础上，根据边缘长度和能量进行局部边缘选择，去除干扰边缘，进而通过扩展各小波尺度上的结果，得到位置相对精确但不连续的海陆边界线；最后，采用活动轮廓模型方法进行边缘跟踪和连接，得到连续的海岸线。

现有技术二的缺点：

文献[4]中方法的主要缺点如下：