一种基于线框模型的舰船提取方法_2

文档序号:9249693阅读:来源:国知局
模型,图化)为基于船身结构的船只模型;
[0040] 图3是检测掩膜示意图,其中,图(a)~化)为基于船头结构的船只模型获得的 候选船只的检测掩膜,图(C)~(d)为基于船身结构的船只模型获得的候选船只的检测掩 膜;
[0041] 图4是本发明实施例步骤4的流程图;
[0042] 图5是本发明的船只提取结果图,其中,图(a)~(C)为S种具体的船只提取结果 图。
【具体实施方式】
[0043] 为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白,W下将结合附图及实 施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅用于解释本发 明,并不用于限定本发明。
[0044] 文中,"高分辨率遥感影像"均简称为"遥感影像"。
[0045] 本发明步骤1~3的流程图见图1,步骤4的流程图见图4,下面结合附图具体说 明本发明的实施步骤。
[0046] 步骤1,遥感影像的预处理、阔值分割和线提取。
[0047] 步骤1. 1遥感影像的预处理。
[0048] 遥感影像的预处理为常规技术,其目的是为了对遥感影像进行去噪和增强。
[0049] 具体实施中,采用中值滤波法和直方图均衡化法对遥感影像分别进行去噪和增 强。中值滤波法中,利用大小为5X5的模板处理遥感影像,W去除遥感影像中噪声。然后 利用直方图均衡化法对中值滤波后的遥感影像进行增强处理,见公式(1)。
[0050] 5 =之一^x('max-min) +min,/(' = 0,l,2,...L-l (1) j=〇打
[0051] 式(1)中,L表示遥感影像中灰度级数,rij.代表灰度级为j的像素个数,n代表图 像中像素总和,max和min分别为原始图像最大灰度值和最小值,S为直方图均衡化后的遥 感图像。
[0化2] 步骤1. 2遥感影像的阔值分割和线提取。
[0化3] 利用经典的最大类间方差法对预处理后的遥感影像进行阔值分割,获得连通区 域。利用邸lines或LSD线提取法对原始遥感影像进行线提取,获得线特征,所述的线特征 即线段。将提取的所有线特征标记为UNUSED。
[0054] 步骤2,候选船只检测。
[0化5] 步骤2. 1采用基于船头结构的船只模型检测候选船只。
[0056] 本子步骤为已有技术,为便于理解,下面将对本子步骤进行详细说明。
[0化7] 基于船头结构的船只模型见图2(a)。遍历步骤1提取的线特征,在当前线特征所 在连通区域的线特征中,找到与当前线特征的距离小于d且夹角在[a1,a2]内的线特征, 该线特征与当前线特征构成船头线段对。若当前线特征所在连通区域中存在与船头线段对 中任一线特征的距离小于d且夹角为[0。02]的线特征,则该线特征与船头线段对构成 船只,提取船只所在的连通区域。若该连通区域的凹凸度大于阔值S,该连通区域即候选船 只,标记为CANDIDATE,候选船只的船头线段对标记为US邸;若该连通区域的凹凸度不大于 阔值S,则将该连通区域标记为REMAIN1。
[0化引线段间有四个距离,本具体实施中线特征间距离均采用欧式距离,欧式距离是该 四个距离中的最小距离。d为经验值,基于实验验证进行取值,d的优选范围为15~30。 [a1,a2]表示船头角度范围,由于船头角度一般在15~100度间,所W,本具体实施中, 将a1和a2分别设置为15度和100度。当然a1、a2的取值也可W根据经验进行调整。
[0 1,0 2]表示船头和船身的夹角范围,由于船头和船身的夹角一般在135~170度间,所W,本具体实施中,0 1和0 2分别设置为135度和170度。S为经验值,基于实验验证取值, 一般可在[0. 6,1]内取值,本具体实施中,令S= 0. 3。
[0化9] 连通区域的定义为;假设像素A和像素B被标记为1且像素A和像素B的欧式距 离在ViW内,那么像素A和像素B连通。获取船只所在连通区域的具体方法是;将船头线 段对进行膨胀,膨胀后的船头线段对和哪个连通区域重叠面积最大,就认为该连通区域为 船只所在的连通区域。
[0060] 凹凸度计算为已有技术,具体计算方法为;连通区域面积除W其最小包围凸多边 形面积即连通区域的凹凸度。
[0061] 步骤2. 2采用基于船身结构的船只模型检测候选船只。
[0062] 本发明提出了一种基于船身结构的船只模型,见图2化),针对未标记US邸的线 特征提取船只,未标记US邸的线特征即候选船只船头线段对W外的线特征。遍历未标记US邸的线特征,在当前线特征所在连通区域的未标记US邸的线特征中,找到与当前线特征 的距离小于di且夹角小于10度的线特征,该线特征与当前线特征构成船身线段对,船身线 段对夹角小于10度,即表明船身线段对为近似平行的线段对。若当前线特征所在连通区域 中存在与船身线段对中任一线特征距离小于ds且夹角为[0。02]的未标记US邸的线特 征,该线特征与船身线段对即构成船只,提取该船只所在的连通区域。若该连通区域大小在 [Cl,C2]范围,该连通区域即候选船只,标记为CANDIDATE,将候选船只的船身线段对标记为 US邸;大小不在[Ci,C2]范围的连通区域即第二非候选船只,标记为REMAIN2。
[0063] 本子步骤中线特征间距离也采用欧式距离。di和cU为经验值,根据试验验证获得; [Cl,C2]根据经验和试验验证设定。
[0064] 步骤3,建立检测掩膜,用来检测候选船只,从而确认真实船只。
[0065] 图3为检测掩膜,用来确认候选船只是否为真实船只。
[0066] 步骤3. 1建立步骤2. 1获得的候选船只的检测掩膜。
[0067] 检测掩膜包括扇形掩膜和半圆掩膜。图3(a)为步骤2. 1获得的候选船只的扇形 掩膜构建示意图,扇形掩膜顶点位于船头两线特征(1)的近船头端点连线的中点,其半径 为船头两线特征(1)的近船身端点到扇形掩膜顶点的距离的较大值,扇形掩膜两边与船头 两线特征(1)平行。扇形顶点即扇形所在圆的圆屯、,所述的船头两线特征即船头线段对。
[0068] 图3(b)为步骤2.1获得的候选船只的半圆掩膜构建示意图,半圆掩膜即去掉扇形 掩膜的半圆掩膜,半圆掩膜圆屯、位于扇形掩膜顶点处,其半径同扇形掩膜半径,其对称轴为 扇形掩膜圆屯、角的角平分线。
[0069] 步骤3. 2,建立步骤2. 2获得的候选船只的检测掩膜。
[0070] 图3(c)为为步骤2. 2获得的候选船只的扇形掩膜构建示意图,扇形掩膜顶点位于 船头线特征(1)的近船头端点,半径为船头线特征(1)长度,扇形掩膜两边与(1)船头线特 征(1)W及(2)扇形掩膜顶点与船头线特征对侧船身线特征(2)的近船头端点的连线重 合。
[0071] 图3(d)为步骤2. 2获得的候选船只的半圆掩膜构建示意图,半圆掩膜即去掉扇形 掩膜的半圆掩膜,半圆掩膜圆屯、位于扇形掩膜顶点处,其半径同扇形掩膜半径,其对称轴为 扇形掩膜圆屯、角的角平分线。
[0072] 步骤3. 3采用扇形掩膜和半圆掩膜对候选船只进行确认,获得真实船只。
[0073] 将扇形掩膜覆盖到候选船只的二值图像中,令扇形掩膜与候选船只的重叠区域面 积与扇形掩膜面积之比为ratioi。将半圆掩膜覆盖到候选船只所在的二值图像中,令半 圆掩膜与候选船只的重叠区域面积与半圆掩膜面积之比为rati〇2,若ratioi大于n1且 rati〇2小于n2,则确定该候选船只为真实船只,否则认为该候选船只为错检。
[0074]ni和n2为经验值,n巧50%~90%范围内取值,n2在20%~50%范围内取 值,本具体实施中将111和n2
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