[发明专利]一种红外遥感图像在轨舰船检测方法

说明书

本发明公开了一种红外遥感图像在轨舰船检测方法，该方法包括：获取目标区域的红外遥感图像数据并进行预处理；根据多尺度灰度差分算法进行图像增强；采用自适应阈值分割提取疑似目标候选区域；基于舰船几何特征在目标候选区域内提取目标舰船的检测结果。该方法中首先需对红外图像进行预处理，解决红外成像过程中的质量问题，为后续目标检测提供优质图像；可显著降低检测难度，且使得整个红外目标检测流程更为完善；其次基于多尺度灰度差分能在增强目标和背景对比度的同时解决红外图像昼夜双极性问题。然后通过自适应阈值分割能有效提取疑似目标候选区域；最后基于舰船特性进行舰船鉴别可降低虚警率；检测性能优且复杂度低，适用于硬件实现。

技术领域

本发明涉及图像目标检测领域，具体涉及一种红外遥感图像在轨舰船检测方法。

背景技术

由于红外成像系统的复杂性和局限性，在红外焦平面探测器、信号驱动和处理电路、光学系统等方面引入噪声，红外图像存在盲元、条带噪声、动态分布范围较窄等特点。目前基于红外卫星获得的遥感图像，将其用于目标识别，尤其用于对舰船的目标识别，对于舰船作为海上检测运输载体和重要军事目标，其检测识别具有深远的现实意义。

但红外遥感图像易受太阳耀斑、云层变化及海洋波浪等天气变化干扰，造成对舰船的检测过程中虚警率高；仅仅采用传统的阈值分割方法和统计方法已不再适用于复杂背景的红外图像和舰船目标检测。

同时星上硬件架构与地面计算机的处理架构存在较大差异，存储资源和运算资源受限，传统的阈值分割方法和统计方法复杂度也较高。

因此，如何提高红外遥感图像的舰船目标检测的准确率，以及降低算法的复杂度，是同行从业人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有的舰船检测方法都存在一定程度的虚警率和准确率不足之处，本发明提供了一种红外遥感图像在轨舰船检测方法，该方法可准确、实时的检测红外遥感图像舰船，能够弥补上述缺陷。

本发明实施例提供一种红外遥感图像在轨舰船检测方法，包括：

步骤1：获取目标区域的红外遥感图像数据并进行预处理；

步骤2：将经预处理后的红外遥感图像，根据多尺度灰度差分算法进行图像增强；

步骤3：将图像增强后的红外遥感图像，采用自适应阈值分割提取疑似目标候选区域；

步骤4：基于舰船几何特征在所述目标候选区域内提取目标舰船的检测结果。

进一步地，所述步骤1包括：

步骤11：对获取目标区域的红外遥感图像进行盲元校正，去除图像中的死像元和过热像元；

步骤12：对所述红外遥感图像进行非均匀校正；

步骤13：对所述红外遥感图像进行动态范围调整，改变图像的灰度分布范围或者将其映射到其他灰度区间。

进一步地，所述步骤11包括：

步骤111：构建盲元标记表；如果像元为盲元，则标记为第一符号，若为非盲元，则标记为第二符号；

步骤112：按列读取盲元标记表，若为盲元，则判断盲元的位置是否为边缘像素或者中间像素；

步骤113：若为边缘像素，则用若干列之内的最近邻非盲元位置像元进行替代；若为中间像素，则利用盲元左、右若干列内最近邻的非盲元像元进行线性加权补偿，权值根据与该像素的距离决定。

进一步地，所述步骤12包括：

步骤121：在黑体温度为T₁时，采集N帧图像数据，对每一个像元取N帧平均响应为：