一种从图像中探测目标的方法及装置制造方法
【专利摘要】本申请提供了一种从图像中探测目标的方法及装置，利用待探测图像中的第n-1个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，计算待探测图像中的第n个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，因为两个背景矩阵具有很强的相似性，所以，可以无需采用传统的矩阵求逆的方式得到第n个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，而可以只通过对第n-1个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵进行简单运算即可得到第n个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，因此，能够减少计算逆矩阵的计算量。
【专利说明】一种从图像中探测目标的方法及装置
【技术领域】
[0001] 本申请涉及电子信息领域，尤其涉及一种从图像中探测目标的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 从图像中探测出感兴趣的目标是图像处理领域中一项重要的技术。例如，从高光 谱遥感图像中探测出感兴趣的地物。从图像中探测目标的方法包括全局探测和局部探测的 方式。
[0003] 其中，全局探测需要接收完图像后再进行背景估计，因此，不利于实现对图像中的 目标的实时探测。而局部探测则可以利用待测像元某一临近范围（例如，待测像元的η邻 域）内的像元，对待测像元的背景进行估计，因此，无需等待图像全部接收完毕即可进行目 标探测，有利于实现实时探测。
[0004] 但是，正因为局部探测需要对不同的待测像元均进行背景的估计，即对每一次不 同的背景统计的结果进行矩阵求逆运算，所以，局部探测存在运算量大的问题。
【发明内容】
[0005] 本申请提供了一种从图像中探测目标的方法及装置，目的在于解决局部探测存在 的运算量大的问题。
[0006] 为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
[0007] -种从图像中探测目标的方法，包括：
[0008] 在接收到待探测图像中的第η个像元后，利用所述待探测图像中的第η-1个像元 的背景自相关矩阵的逆矩阵，计算所述第η个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，所述第η-1 个像元的背景矩阵中包括所述第η-1个像元及其之前的K-I个像元的值，所述第η个像元 的背景矩阵中包括所述第η个像元及其之前的K-I个像元的值，其中，η和K均为小于所述 待探测图像的像元总数量的整数，并且η>Κ>1 ;
[0009] 依据所述第η个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，计算所述第η个像元的探测结 果。
[0010] 可选地，所述利用所述待探测图像中的第η-1个像元的背景自相关矩阵的逆矩 阵，计算所述第η个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，包括：
[0011] 依据矩阵求逆引理Sherman-Morrison原理及所述第η-1个像元的背景自相关矩 阵的逆矩阵，计算第一背景自相关矩阵的逆矩阵，所述第一背景矩阵为所述第η-1个像元 的背景矩阵中增加所述第η个像元的值后形成的矩阵；
[0012] 依据所述Sherman-Morrison原理及所述第一背景自相关矩阵的逆矩阵，计算第 二背景自相关矩阵的逆矩阵，所述第二背景矩阵为所述第一背景矩阵中除去所述第η个像 元之前的第K个像元的值后形成的矩阵。
[0013] 可选地，所述依据Sherman-Morrison原理及所述第η-1个像元的背景自相关矩阵 的逆矩阵，计算第一背景自相关矩阵的逆矩阵，包括：
[0014] 利用
【权利要求】
1. 一种从图像中探测目标的方法，其特征在于，包括： 在接收到待探测图像中的第n个像元后，利用所述待探测图像中的第n-1个像元的背 景自相关矩阵的逆矩阵，计算所述第n个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，所述第n-1个像 元的背景矩阵中包括所述第n-1个像元及其之前的K-I个像元的值，所述第n个像元的背 景矩阵中包括所述第n个像元及其之前的K-I个像元的值，其中，n和K均为小于所述待探 测图像的像元总数量的整数，并且n>K>l; 依据所述第n个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，计算所述第n个像元的探测结果。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述待探测图像中的第n-1个像 元的背景自相关矩阵的逆矩阵，计算所述第n个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，包括： 依据矩阵求逆引理Sherman-Morrison原理及所述第n-1个像元的背景自相关矩阵的 逆矩阵，计算第一背景自相关矩阵的逆矩阵，所述第一背景矩阵为所述第n-1个像元的背 景矩阵中增加所述第n个像元的值后形成的矩阵； 依据所述Sherman-Morrison原理及所述第一背景自相关矩阵的逆矩阵，计算第二背 景自相关矩阵的逆矩阵，所述第二背景矩阵为所述第一背景矩阵中除去所述第n个像元之 前的第K个像元的值后形成的矩阵。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据Sherman-Morrison原理及所述 第n-1个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，计算第一背景自相关矩阵的逆矩阵，包括：
计算第一背景自相关矩阵的逆矩阵，其中，C为第一背景自相 关矩阵的逆矩阵，S1-1为所述第n-1个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，X"为所述第n个像 元的向量值，xnTS所述第n个像元的向量值的转置。
4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述依据所述Sherman-Morrison原 理及所述第一背景自相关矩阵的逆矩阵，计算第二背景自相关矩阵的逆矩阵，包括：
计算第二背景自相关矩阵的逆矩阵，其中，S2-I为第二背景 自相关矩阵的逆矩阵，Xrf为所述第n个像元之前的第K个像元的向量值，Xn_KT为所述第n个像元之前的第K个像元的向量值的转置。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在所述在接收到待探测图像中 的第n个像元后，利用所述待探测图像中的第n-1个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵之前， 还包括： 获取所述待探测图像中的前K个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵； 所述获取所述待探测图像中的前K个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵的具体过程包 括：
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述依据所述第n个像元的背景自相关矩 阵的逆矩阵，计算所述第n个像元的探测结果，包括：
计算所述第n个像元的探测结果，其中，Output(Xn)为所述 第n个像元的探测结果，d为目标的光谱。
7. -种从图像中探测目标的装置，其特征在于，包括： 第一计算模块，用于在接收到待探测图像中的第n个像元后，利用所述待探测图像中 的第n-1个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，计算所述第n个像元的背景自相关矩阵的逆 矩阵，所述第n-1个像元的背景矩阵中包括所述第n-1个像元及其之前的K-I个像元的值， 所述第n个像元的背景矩阵中包括所述第n个像元及其之前的K-I个像元的值，其中，n和 K均为小于所述待探测图像的像元总数量的整数，并且n>K>l; 目标探测模块，用于依据所述第n个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，计算所述第n个 像元的探测结果。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括： 第一计算单元，用于依据矩阵求逆引理Sherman-Morrison原理及所述第n-1个像元的 背景自相关矩阵的逆矩阵，计算第一背景自相关矩阵的逆矩阵，所述第一背景矩阵为所述 第n-1个像元的背景矩阵中增加所述第n个像元的值后形成的矩阵； 第二计算单元，用于依据所述Sherman-Morrison原理及所述第一背景自相关矩阵的 逆矩阵，计算第二背景自相关矩阵的逆矩阵，所述第二背景矩阵为所述第一背景矩阵中除 去所述第n个像元之前的第K个像元的值后形成的矩阵。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元用于依据矩阵求逆引 理Sherman-Morrison原理及所述第n-1个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，计算第一背景 自相关矩阵的逆矩阵，包括：
计算第一背景自相关矩阵的逆 矩阵，其中，C为第一背景自相关矩阵的逆矩阵，S1-1为所述第n-1个像元的背景自相关矩阵 的逆矩阵，\为所述第n个像元的向量值，XnT为所述第n个像元的向量值的转置。
10. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元用于依据所述 Sherman-Morrison原理及所述第一背景自相关矩阵的逆矩阵，计算第二背景自相关矩阵的 逆矩阵，包括：
计算第二背景自相关矩阵的 逆矩阵，其中，S2-1为第二背景自相关矩阵的逆矩阵，xn_K为所述第n个像元之前的第K个像 元的向量值，所述第n个像元之前的第K个像元的向量值的转置。
11. 根据权利要求7至10任一项所述的装置，其特征在于，还包括： 第二计算模块，用于在所述第一计算模块在接收到待探测图像中的第n个像元后，利 用所述待探测图像中的第n-1个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵之前，获取所述待探测图 像中的前K个像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，所述获取所述待探测图像中的前K个像元 的背景自相关矩阵的逆矩阵的具体过程包括：
0 ?I，0的范围为10的零次方至10的四次方。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述目标探测模块用于依据所述第n个 像元的背景自相关矩阵的逆矩阵，计算所述第n个像元的探测结果，包括：
果，其中，output〇〇为所述第n个像元的探测结果，d为目标的光谱。
【文档编号】G06T7/00GK104504726SQ201510024884
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月19日 优先权日:2015年1月19日
【发明者】张兵, 杨斌, 高连如, 孙旭, 李聪 申请人:中国科学院遥感与数字地球研究所