[发明专利]一种基于线基元聚合的合成孔径雷达机场检测方法

说明书

本发明属于雷达遥感应用技术领域，具体的说是涉及一种基于线基元聚合的合成孔径雷达机场检测方法。本发明改进了线基元检测器(Line Segment Detector,LSD)，使之适用于SAR图像线基元检测；在此基础上进行广度优先搜索聚合线基元得到机场支持区域；使用所提出的选择性非负极大值抑制从机场支持区域得到潜在机场区域；最后使用虚警控制和显著性分析得到最终的机场区域。本发明通过线基元聚合和显著性分析获得了更好的检测性能，同时提高了检测效率。

技术领域

本发明属于雷达遥感应用技术领域，具体的说是涉及一种基于线基元聚合的合成孔径雷达机场检测方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)具有全天时、全天候等特点，是一种重要的对地观测手段。SAR目标检测是利用SAR图像定位目标位置，在战场侦察、精确打击等军事领域有明确的应用需求，是提升SAR传感器信息感知能力、实现SAR技术应用的关键技术之一。其中，由于机场在军事中是极其重要的战略目标，所以SAR机场目标的检测对于军事打击和侦查是很重要的技术手段。

目前SAR机场检测方法主要分为基于线基元的方法和基于视觉注意的方法两大类。基于线基元的方法利用了机场中的跑道边缘多为平行的长直线段的先验知识，一般步骤都是在线基元检测的基础上，设定一系列条件将线基元连接为长而直的线段，以此为依据定位机场。该类方法中用到的线基元检测方法多未考虑到SAR图像固有的乘性相干斑噪声，并且该类方法在连接线基元时需要考虑诸多条件，极易造成连接不准确而产生虚警。近年来，计算机视觉领域在解决自然场景图像的目标检测问题时提出了视觉注意方法，视觉注意方法受到人眼视觉系统的启发，该类方法通过建立视觉显著模型获得显著图，对显著图中显著性最高的区域进行判别得到检测结果。一些研究人员也将视觉注意方法应用于SAR机场检测中。但是由于SAR图像较自然场景图像尺寸更大，场景更加复杂，导致基于视觉注意的机场检测方法计算量较大，且易受到城区等区域的干扰产生漏检或者虚警。

发明内容

本发明的目的是，针对上述问题，将传统的两类方法进行有效结合，使用适用于SAR图像特性的线基元检测器，对线基元进行聚合而非硬连接以得到更加准确地潜在机场区域，这样后续阶段需要处理的数据量更少，场景更加简单，可以使用显著性分析方法快速得到最终的机场目标，从而提出了一种基于线基元聚合的合成孔径雷达机场检测方法，。

本发明的技术方案是：如图1所示，

一种基于线基元聚合的合成孔径雷达机场检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、使用合成孔径雷达获取目标区域图像；

S2、采用SAR-LSD算法对步骤S1获得的图像进行线基元检测：

定义I(x,y)是位于(x,y)处的像素的灰度值，g_x和g_y分别是(x,y)处x和y轴方向的梯度分量，O(x,y)是(x,y)处梯度与水平线的角度，考虑SAR图像相干斑噪声是乘性的，所述SAR-LSD算法是将LSD算法中的梯度计算方法改为：

其中，arctan(·)是反正切函数；

通过上述的SAR-LSD算法获得线基元集合，包括线基元的端点坐标和宽度信息；

S3、对获得的线基元进行广度优先搜索，聚合线基元，获得机场支持区域集合B；

S4、对获得的机场支持区域集合进行选择性非负极大值抑制，得到潜在机场区域集合，具体包括：