[发明专利]一种基于海岸线数据及频谱分析的舰船目标检测方法

权利要求书

1.一种基于海岸线数据及频谱分析的舰船目标检测方法，其特征在于一种基于海岸线数据及频谱分析的舰船目标检测方法具体是按照以下步骤进行的：

步骤一、获得同一地点的海岸线矢量数据和高分辨率卫星遥感图像，完成海岸线矢量数据比例尺和高分辨率卫星遥感图像的分辨率两类数据坐标系的统一，在手动修正微小细节后，利用陆地掩膜去除高分辨率卫星遥感图像中陆地地物噪声；形成背景全为海洋的图像数据即掩膜后的图像；

步骤二、对掩膜后的图像进行分块处理，形成图像块，对图像块进行二维快速傅里叶变换得到傅里叶变换后的图像块，判断傅里叶变换后的图像块是否含有云层噪声；若傅里叶变换后的图像块含有云层噪声，则根据模板设计加入汉明窗的滤波器对傅里叶变换后的图像块进行滤波，得到去除云层噪声后的图像；

步骤三、对去除云层噪声后的图像进行灰度阈值分割的二值化得到二值化图像，在二值化图像中检测到种子点或种子区域；根据检测到种子点或种子区域进行区域生长获得舰船船体区域；

其中，检测到种子点或种子区域进行区域生长获得舰船船体区域的具体过程为：

(1)获得种子区域之后，采用相对二值化阈值低于20％的生长阈值进行八邻域的区域生长；

(2)以种子区域中的点为中心，判断八连通域中的点的值是否大于选定生长阈值；若八连通域中的点的值大于选定生长阈值，将八连通域中的点的值设为1；

(3)重复步骤(1)和(2)直到八邻域的区域相邻两次区域生长的结果一致或重复步骤(1)和(2)进行了20次为止；得到八邻域的区域生长获得的完整的舰船船体区域；

步骤四、通过舰船船体区域的面积和长宽比特征进行筛选，获得最终的高分辨率卫星图像中舰船目标检测结果。

2.根据权利要求1所述一种基于海岸线数据及频谱分析的舰船目标检测方法，其特征在于：步骤一中获得同一地点的海岸线矢量数据和高分辨率卫星遥感图像，完成海岸线矢量数据比例尺和高分辨率卫星遥感图像的分辨率两类数据坐标系的统一，在手动修正微小细节后，利用陆地掩膜去除高分辨率卫星遥感图像中陆地地物噪声；形成背景全为海洋的图像数据即掩膜后的图像具体过程为：

(1)、数据准备；以矢量数据方式给出海岸线数据；

(2)、利用海岸线数据的公开的美国国家海洋与大气管理局测算的中分辨率海岸线数据的比例尺完成数据坐标系的统一；

根据经纬度确定海岸线矢量数据和高分辨率遥感图像数据属于同一地理位置，并且要求海岸线矢量数据和高分辨率遥感图像数据的方向呈与正北方向对齐状态；

其中，比例尺与图像分辨率由以下公式换算：

式中，PPI为每英寸像素数；0.0254是英制单位和公制单位的换算常数；

(3)、手动微调；将海岸线矢量数据和高分辨率遥感图像数据显示在同一数据可视化窗口界面中，采用人工的方式将没有准确对应的海岸线边界点调整至高分辨率遥感图像中显示的海岸线上；

(4)、陆地掩膜；将遥感图像中的海岸线通过海岸线矢量数据标示出之后，去除高分辨率遥感图像中的陆地部分，即可输出陆地掩膜后的图像；其中，掩膜后的图像去除了对舰船目标检测影响极大的陆地地物，形成背景为海洋的图像数据。

3.根据权利要求2所述一种基于海岸线数据及频谱分析的舰船目标检测方法，其特征在于：比例尺极限范围是1:10000到1:600000。

4.根据权利要求3所述一种基于海岸线数据及频谱分析的舰船目标检测方法，其特征在于：步骤二中对掩膜后的图像进行分块处理，形成图像块，对图像块进行二维快速傅里叶变换得到傅里叶变换后的图像块，判断傅里叶变换后的图像块是否含有云层噪声；若傅里叶变换后的图像块含有云层噪声，则根据模板设计加入汉明窗的滤波器对傅里叶变换后的图像块进行滤波，得到去除云层噪声后的图像的具体过程：

(1)、对掩膜后的图像进行分块处理成512像素×512像素的图像块和长或宽小于512的图像块；对图像块进行二维快速傅里叶变换；得到傅里叶变换后的图像块；

(2)、在频域空间中，计算傅里叶变换后的图像块频谱的幅度，并将傅里叶变换后的图像块频谱的幅度转换为对数单位，用分贝形式表示成频域空间的幅度图；在频域空间画出幅度图，判断傅里叶变换后的图像块云层噪声是否存在，如果存在，根据云层噪声的特征，设计滤波器模板并加入汉明窗将云层噪声从傅里叶变换后的图像块中滤除。