[发明专利]一种基于改进YOLOv7的舰船光学图像尾迹检测方法

权利要求书

1.一种基于改进YOLOv7的舰船光学图像尾迹检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取舰船尾迹光学遥感图像集；

S2、对所述舰船尾迹光学遥感图像集进行预处理和标记，建立训练集和测试集；

S3、对改进YOLOv7网络进行建模；

S4、利用所述训练集训练所述改进YOLOv7网络直至收敛；

S5、将待分析的舰船尾迹光学遥感图像输入至收敛后的改进YOLOv7网络，输出舰船尾迹的检测结果。

2.如权利要求1所述的舰船光学图像尾迹检测方法，其特征在于，步骤S1包括：在谷歌地图上寻找并获取一系列不同海域、不同季节、不同舰型的RGB舰船尾迹遥感图像，以完成舰船尾迹光学遥感图像集的采集。

3.如权利要求1所述的舰船光学图像尾迹检测方法，其特征在于，步骤S2包括：对舰船尾迹光学遥感图像进行导向滤波，随后标记导向滤波后的尾迹信息。

4.如权利要求3所述的舰船光学图像尾迹检测方法，其特征在于，所述导向滤波用于对所述舰船尾迹光学遥感图像进行保边平滑去噪处理，以滤除水面杂波，其表达式为：

其中，

其中，T_k为导向滤波处理后的图像，I_k为所述舰船尾迹光学遥感图像，为所述舰船尾迹光学遥感图像经过均值滤波后得到的低频分量，∈为正则化变量，Var(·)表示求方差。

5.如权利要求3所述的舰船光学图像尾迹检测方法，其特征在于，所述尾迹信息包括尾迹的有向包围盒，所述有向包围盒表示为：

(x_C，y_C，H，W，α)

其中，x_C和y_C是有向包围盒中心点的横纵坐标，H和W是有向包围盒的长和宽；α是有向包围盒的长边相对于x轴正方向的角度，以逆时针旋转方向为正，取值范围为[0,π)。

6.如权利要求1所述的舰船光学图像尾迹检测方法，其特征在于，步骤S3中所述改进YOLOv7网络包括：Backbone模块，Head模块，以及，连接于Backbone模块的输出与Head模块的输入之间的频域注意力模块；所述Backbone模块用于提取舰船尾迹光学遥感图像的多尺度特征，所述频域注意力模块用于选择性提取舰船尾迹光学遥感图像的频域特征，从而获得多层次特征图；所述Head模块用于将不同层次的特征图进行融合，并利用融合后的特征做出预测；其中，所述Head模块的损失函数采用PIoU Loss损失函数。

7.如权利要求1所述的舰船光学图像尾迹检测方法，其特征在于，步骤S4还包括：训练后测试所述改进YOLOv7网络的性能，通过绘制所述改进YOLOv7网络在测试集上的精确度-召回率曲线来测试；其中，精确度和召回率分别表示为：

TP为测试集中被判别为正样本的正样本数量，FP为测试集中被误判为正样本的负样本数量，FN为测试集中被漏识别的正样本数量。

8.如权利要求7所述的舰船光学图像尾迹检测方法，其特征在于，所述测试集中的样本被判别为正样本的条件为：

其中，OBB_identified为测试集样本经所述改进YOLOv7网络识别出的尾迹的有向包围盒，OBB_actual为测试集样本的所述有向包围盒的真实值，IoU为所述有向包围盒的检测结果与真实值的交并比，T为判别阈值；通过改变判别阈值T的大小，绘制所述精确度-召回率曲线。

9.如权利要求7所述的舰船光学图像尾迹检测方法，其特征在于，在步骤S5中，输出舰船尾迹的检测结果包括尾迹的有向包围盒和置信度分数。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时能实现权利要求1-9任一项所述的舰船光学图像尾迹检测方法的步骤。