一种基于红外偏振成像的场景变化检测及毁伤评估方法与流程

本发明实施例涉及图像检测，特别涉及一种基于红外偏振成像的场景变化检测及毁伤评估方法。

背景技术：

1、基于光学图像检测的毁伤评估，其核心在于高精度变化信息提取，提取变化结果对毁伤检测精度起到决定性作用。

2、当前光学成像系统对自然环境较为敏感，极易受到雨雪烟雾等天气影响，使得单一模式的光学图像信息不能满足场景毁伤程度的精准分析。同传统光学成像技术相比，红外偏振成像技术利用目标辐射光波的偏振特征，可明显增强伪装、暗弱等兴趣目标与背景的差异，滤除干扰，提高信号对比度，凸显目标轮廓信息，实现场景变化特征信息的高精度提取，在毁伤场景变化检测领域中具有潜在的应用优势。目前，现有技术无法充分利用目标的偏振信息实现场景变化检测，检测精度受到影响。

技术实现思路

1、基于现有技术难以充分利用目标的偏振信息实现场景变化检测的问题，本发明实施例提供了一种基于红外偏振成像的场景变化检测及毁伤评估方法，能够充分利用场景的红外偏振特征，提高场景变化检测精度，为毁伤效能评估提供新的技术途径。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种基于红外偏振成像的场景变化检测方法，包括：

3、获取目标场景变化前和变化后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像；

4、分别对变化前和变化后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像进行特征配准，得到配准后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像组；

5、分别对配准后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像组进行组内差分处理，得到红外强度、红外偏振度及偏振角对应的3种两时相差分图像；

6、基于得到的两时相差分图像，通过图像块提取和筛选处理，得到一个或多个候选变化点图像块；

7、将提取的所述候选变化点图像块输入至训练好的检测模型，得到变化检测结果；所述检测模型基于pcanet网络和svm分类检测模块构建；

8、基于变化检测结果，通过区域填充和噪点滤除，得到目标场景最终变化检测图像结果。

9、可选地，所述获取目标场景变化前和变化后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像，包括：

10、利用偏振探测系统，测得目标场景变化前和变化后不同偏振方向辐射亮度，分别解算得到目标场景变化前和变化后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像。

11、可选地，所述分别对变化前和变化后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像进行特征配准，包括：

12、采用mser-surf特征融合的配准法，分别对变化前和变化后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像进行特征配准。

13、可选地，所述基于得到的两时相差分图像，通过图像块提取和筛选处理，得到一个或多个候选变化点图像块，包括：

14、根据预设的图像块尺寸k1×k1，对得到的两时相差分图像进行窗口尺寸为k1×k1且步长为k1的滑窗裁剪；若裁剪所得的图像尺寸不足k1×k1，则进行补零处理，得到k1×k1的图像块；k1为正整数；

15、根据预设的对应阈值，对得到的图像块进行二值化处理；所述进行二值化处理，包括将图像块中超过对应阈值的像素点设为1，其余像素点设为0；

16、将非零矩阵的图像块输出，作为候选变化点图像块。

17、可选地，所述检测模型包括两个pca层、一个输出层和一个svm分类检测模块

18、其中，第一个pca层用于对输入的所述候选变化点图像块进行pca卷积运算，输出特征图；

19、第二个pca层用于对第一个pca层输出的特征图再次进行pca卷积运算，输出特征图；

20、所述输出层用于将第一个pca层及第二个pca层输出的特征图分别进行层标准化后，在l2维度合并，得到最终输出特征图；其中，l2表示第二个pca层进行pca卷积运算的卷积核个数；

21、所述svm分类检测模块用于基于所述最终输出特征图进行分类检测，得到变化检测结果。

22、可选地，所述基于变化检测结果，通过区域填充和噪点滤除，得到目标场景最终变化检测图像，包括：

23、基于变化检测结果，在目标场景图像中确定变化区域；

24、采用闭操作的方式，对目标场景图像中确定的变化区域进行区域填充；

25、采用中值滤波的方式，对目标场景图像中确定的变化区域进行噪点滤除，得到目标场景最终变化检测图像结果。

26、第二方面，本发明实施例还提供了一种基于红外偏振成像的毁伤评估方法，包括：

27、采用如上述任一项所述的场景变化检测方法，得到目标场景最终变化检测图像结果；

28、基于得到目标场景最终变化检测图像结果，进行毁伤程度评估。

29、第三方面，本发明实施例还提供了一种基于红外偏振成像的场景变化检测装置，包括：

30、获取模块，用于获取目标场景变化前和变化后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像；

31、配准模块，用于分别对变化前和变化后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像进行特征配准，得到配准后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像组；

32、差分模块，用于分别对配准后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像组进行组内差分处理，得到红外强度、红外偏振度及偏振角对应的3种两时相差分图像；

33、提取模块，用于基于得到的两时相差分图像，通过图像块提取和筛选处理，得到一个或多个候选变化点图像块；

34、检测模块，用于将提取的所述候选变化点图像块输入至训练好的检测模型，得到变化检测结果；所述检测模型基于pcanet网络和svm分类检测模块构建；

35、后处理模块，用于基于变化检测结果，通过区域填充和噪点滤除，得到目标场景最终变化检测图像结果。

36、第四方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。

37、第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。

38、本发明实施例提供了一种基于红外偏振成像的场景变化检测及毁伤评估方法、装置、电子设备、存储介质，能够充分利用待检测目标场景变化前和变化后红外偏振强度、偏振度和偏振角信息，提高场景的变化检测精度，为毁伤效能评估提供新的技术途径。

技术特征：

1.一种基于红外偏振成像的场景变化检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的场景变化检测方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的场景变化检测方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的场景变化检测方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的场景变化检测方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的场景变化检测方法，其特征在于，

7.一种基于红外偏振成像的毁伤评估方法，其特征在于，包括：

8.一种基于红外偏振成像的场景变化检测装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及图像检测技术领域，特别涉及一种基于红外偏振成像的场景变化检测及毁伤评估方法，其中场景变化检测方法包括：获取目标场景变化前和变化后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像；分别对变化前和变化后的红外强度、红外偏振度及偏振角图像进行特征配准；差分处理，得到红外强度、红外偏振度及偏振角对应的3种两时相差分图像；基于两时相差分图像，通过图像块提取和筛选处理得到候选变化点图像块；将候选变化点图像块输入至训练好的检测模型，得到变化检测结果；基于变化检测结果，通过区域填充和噪点滤除得到目标场景最终变化检测图像结果。本发明能够充分利用场景红外偏振特征，提高场景变化检测精度，为毁伤效能评估提供新技术途径。

技术研发人员：杨敏,毛宏霞,修鹏,王云强
受保护的技术使用者：北京环境特性研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1