[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

说明书

技术领域

本发明涉及舰船目标检测方法，特别涉及一种基于海岸线数据及频谱分析的舰船目标检测方法。

背景技术

随着卫星遥感技术的发展，获取高分辨率图像已经成为趋势之一。高分辨率图像中目标细节清晰、灰度信息丰富，为目标检测提供了良好的数据基础。对于高分辨率遥感图像的应用而言，目标的检测是其一项重要的应用。海洋遥感图像中的舰船目标具有较高的经济价值和军事价值，基于遥感图像对舰船目标进行精确定位是一项有意义的工作。

现有的针对舰船目标的检测，尤其是对高分辨率图像中舰船目标的检测，往往受到较多的噪声干扰。其中，一种噪声是复杂的陆地地物对海面舰船目标检测引入的干扰。一般通过提取舰船船体与周围地物的空间关系特征，从而将舰船目标与陆地地物分开以达到目标检测的目的。但是由于舰船目标与地物关系一般较为复杂，例如，实际情况中，舰船可能靠岸停泊，容易与地物混淆。直接考虑舰船与地物的空间关系，分离处理的效果往往不尽如人意，从而影响了后续的目标检测结果。

此外，另一种噪声是自然景物中云层引入的。对于这部分噪声，其较高的亮度值会给舰船检测结果带来较多的虚警。现有的检测方法往往采用较为复杂的方法去除该类噪声，导致对大幅面卫星图像中舰船目标的检测需要消耗较大的计算资源和时间。本方法以二维快速傅里叶变换为基础，通过分析其频谱特征，能够以较快速度和较小代价滤除噪声，完成舰船目标的检测，以获得检测结果并能满足后续应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术由于舰船目标与地物易发生混淆而不能有效去除噪声以及大幅面卫星图像中舰船目标的检测消耗较大的计算资源和时间的问题，而提出的一种基于海岸线数据及频谱分析的舰船目标检测方法。

上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：

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。

发明效果

本发明提出一种解决不同噪声存在时的高分辨率遥感图像中的舰船目标检测问题的方法。在获取海岸线矢量数据和高分辨率遥感图像的前提下，将两类数据统一在同一坐标系下，利用海岸线数据对陆地地物进行掩膜达到去除一部分噪声的目的。进而在较为简单的地物环境中对云层噪声进行去除，以减小该类噪声引入的检测虚警，最后能通过检测方法获得卫星图像中的舰船目标。

本发明通过利用海岸线数据对陆地进行掩膜处理，尽管舰船目标与地物易发生混淆也能有效的去除噪声。

本发明旨在解决不同噪声存在时的高分辨率遥感图像中的舰船目标检测问题。在获取海岸线矢量数据和高分辨率遥感图像的前提下，将两类数据统一在同一坐标系下，利用海岸线数据对陆地地物进行掩膜达到去除一部分噪声的目的。进而在较为简单的地物环境中对云层噪声进行去除，以减小该类噪声引入的检测虚警，最后能通过检测方法获得舰船目标。

基于海岸线数据的陆地噪声去除；