[发明专利]一种基于边缘匹配的红外前视图像舰船检测方法

权利要求书

1.一种基于边缘匹配的红外前视图像舰船检测方法，其特征在于，包括：

(1)：将光学遥感图像进行二值化处理，沿港口勾勒，绘制成陆地区域为黑色，海域为白色的港口先验地理信息模板图；

(2)：根据飞行器返回的高度、俯仰角、滚转角以及偏航角对港口先验地理信息模板图进行透视变换，得到与飞行器拍摄的红外前视图同一尺度和视角下的模板图像；

(3)：对透视变换后的模板图像进行边缘提取得到模板边缘图，对红外前视图进行边缘提取得到前视边缘图；

(4)：将模板边缘图与前视边缘图进行匹配，使得模板边缘图与前视边缘图做相对旋转运动并在每个旋转角度下做匹配计算，基于计算得到的相似性测度值，获取前视边缘图在模板边缘图中的位置R和旋转角度N；

(5)：将透视变换后的模板图像旋转N度，以位置R为中心在透视变换后的模板图像中截取与红外前视图相同大小的图像，将截取后的图像中黑色部分对应的红外前视图中的区域作为红外前视图的陆地部分，将截取后的图像中白色部分对应的红外前视图中的区域作为红外前视图的海域部分，并对红外前视图中的海域部分进行分割；

(6)：对分割后的红外前视图进行斜矩形标记，获得初始疑似舰船目标；

(7)：对初始疑似舰船目标进行并靠船分离；

(8)：对斜矩形标记区域进行多特征检测，排除虚警，获取最终舰船目标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)具体包括以下子步骤：

(4.1)：将前视边缘图按照第一预设的匹配步长以及第一预设的邻域搜索范围在模板边缘图中进行粗匹配，得到初始匹配位置；

(4.2)：将前视边缘图按照第二预设的匹配步长以及第二预设的邻域搜索范围在模板边缘图中以初始匹配位置为中心半径为n的邻域内进行精匹配，在精匹配的同时对模板边缘图进行旋转，修正角度误差，获取最佳匹配位置和最佳旋转角度作为前视边缘图在模板边缘图中的位置R和旋转角度N，其中，n为预设值，第一预设的匹配步长大于第二预设的匹配步长，第一预设的邻域搜索范围大于第二预设的邻域搜索范围，第二预设的匹配步长为1，第二预设的邻域搜索范围为0或1。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4.2)具体包括以下子步骤：

(4.2.1)：将前视边缘图按照第二预设的匹配步长以及第二预设的邻域搜索范围在模板边缘图中以初始匹配位置为中心半径为n的邻域内进行一次匹配计算，得到初始旋转角度为0的相似性测度值P₀以及匹配位置R₀；

(4.2.2)：分别按正方向1°和负方向1°旋转模板边缘图，重复步骤(4.2.1)得到旋转角度为+1°的相似性测度值P₊₁、匹配位置R₊₁以及旋转角度为-1°的相似性测度值P_-1、匹配位置R_-1，比较P₀、P₊₁、P_-1的大小，若P₀为最大值，则旋转角度为0的模板边缘图为最佳匹配，匹配位置为R₀，精匹配结束，若P₊₁为最大值，则将旋转方向记为正，继续执行步骤(4.2.3)，若P_-1为最大值，则将旋转方向记为负，继续执行步骤(4.2.3)；

(4.2.3)：按照标记的旋转方向继续对模板边缘图进行旋转，每次旋转1°，在P_n+1<P_n时，则旋转角度为n°时为最佳匹配，匹配位置为R_n，精匹配结束，其中P_n+1表示旋转角度为(n+1)°时的相似性测度值，P_n表示旋转角度为n°时的相似性测度值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(6)具体包括以下子步骤：

(6.1)对分割后的红外前视图进行连通域标记，获取正矩形标记框；

(6.2)对每个正矩形标记框内的图像进行边缘提取；

(6.3)对每个正矩形标记框内经过边缘提取的边缘图进行Hough变换，提取最长的一条直线的斜率，即为舰船长轴的斜率；

(6.4)取与舰船长轴的斜率对应的一条直线和该直线的法线，在正矩形标记框内平移，求直线分别与连通域边界的交线，构成斜矩形，即为斜矩形标记框；

(6.5)将所有斜矩形标记框确定的区域作为初始疑似舰船目标。