[发明专利]基于LSD改进的UUV近海面可见光图像海天线提取方法

权利要求书

1.一种基于LSD改进的UUV近海面可见光图像海天线提取方法，包括如下步骤：

(1)获取近海面可见光图像，转换为灰度图像并进行尺度缩放；

(2)进行梯度计算，根据梯度幅值进行伪排列并建立状态列表，设置梯度阈值；

(3)选取种子点进行区域增长，根据海天线倾斜角的数学特征剔除不符合要求的点，生成直线支撑区域或最小外接矩形；

(4)矩形估计，并根据海天线长度特征和直线合并准则合并相邻矩形；

(5)判断类内点密度；

(6)计算NFA，提取海天线；

其特征是步骤(4)具体包括：

1)计算矩形区域的关键统计参数，得到对直线特征的数学描述；

2)海天线是图像中最长的直线，船舶目标将海天线分成两段，且两者方向一致、方向距离为0、切向距离由船舶大小决定，直线段长度且L_min≤L≤L_max，其中(x₁，y₁)和(x₂，y₂)是矩形长边的两端点坐标，通过设置海天线长度范围的阈值L_min和L_max，剔除长度过短的直线；

3)根据直线合并准则，两条相邻直线是否合并取决于三个参数：法向距离阈值d_v、切向距离阈值d_h和两直线方向与坐标轴的夹角的差值θ_α，其中，d_v和d_h的值是由图像的分辨率大小决定，θ_α＝2°；

定义切向距离|d₁|用两相邻矩形的中心坐标(c_x1，c_y1)、(c_x2，c_y2)和矩形长度表示如下

法向距离|d₂|通过矩形的宽度width(Rec)来设置，两直线具有倾斜角θ₀，则θ_k和θ_m是分别位于两相邻直线上任意像素点的梯度方向角，根据直线合并准则，当0≤|d₁|≤d_h，0≤|d₂|≤d_v且0≤θ₀≤θ_α时，合并相邻矩形。

2.根据权利要求1所述的基于LSD改进的UUV近海面可见光图像海天线提取方法，其特征是步骤(3)具体包括：

1)取状态列表中梯度幅值最大的点作为种子点，以种子点为起点，搜索周围“未标记”并且梯度方向在阈值[-τ,τ]范围内的点，状态改为“已标记”；

2)海天线有水平的，也有倾斜的，即海天线的倾斜角在一定范围之内，海天线上某点的法向方向，即该像素点的梯度方向，θ_m是像素m的梯度方向角，则海天线的倾斜角表示为为当时，其中，θ_T是海天线倾斜角阈值，保留该点；否则将该点设为“未标记”状态；

3)将上述得到的一系列状态为“已标记”的相邻离散点，包含在一个矩形框内，构成线性支撑区域或其最小外接矩形。