[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

说明书

本发明公开了一种基于边缘匹配的红外前视图像舰船检测方法，根据光学遥感图像建立港口先验模板图；根据飞行器返回的高度，俯仰角，滚转角，偏航角对模板图进行透视变换；对透视变换后的模板图和红外前视图分别提取边缘；模板边缘图和前视边缘图匹配，获得初始匹配位置；考虑到飞行器高度和姿态参数存在误差，提出局部精匹配方法进行精确定位和旋转角补偿；根据位置、旋转角度及模板信息确定前视图中的陆地区域和海域，对红外前视图的海域进行分割；对分割后的前视图进行斜矩形标记，获得初始疑似舰船目标；对初始疑似舰船目标进行并靠船分离、多特征检测排除虚警，获取舰船目标，可以适用于复杂港口背景下中低分辨率红外前视图中的舰船检测。

技术领域

本发明属于异源图像匹配、目标检测、红外图像处理技术领域，更具体地，涉及一种基于边缘匹配的红外前视图像舰船检测方法。

背景技术

舰船作为主要的海上运输载体，在民用和军用上发挥着至关重要的作用，舰船目标检测具有重要的战略意义。目前，舰船检测的研究主要集中在海面背景下高分辨率光学遥感图像中的舰船检测，现有的舰船检测算法在复杂港口背景下中低分辨率红外前视图中的舰船检测中存在一定的局限性。

在复杂港口背景下红外前视图中的舰船检测存在以下难点：(1)港口停泊的舰船与其相邻陆地有相似的灰度信息，直接分割不能达到将舰船与背景分离的目的。(2)舰船与陆地粘连，无法通过对船的特征进行学习来检测靠岸船只。(3)陆地背景复杂，直接对图像提取角点进行舰船检测，难以排除陆地部分的干扰。(4)红外图像相对于可见光图像，分辨率较低，舰船特征不明显。(5)常用的Hausdorff距离匹配算法进行港口检测定位精度不高，应用于高空低分辨率的红外前视图像中，定位误差严重影响到靠岸舰船检测。

因此，提供一种能够适用于复杂港口背景下中低分辨率红外前视图中的舰船检测方法是业界亟需解决的难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于边缘匹配的红外前视图像舰船检测方法，将先验地理信息模板与红外前视图进行边缘匹配，获取红外前视图在模板中的位置，即获取红外前视图中陆地和海域的分布信息，然后进行图像分割，只对海域部分进行分割，排除陆地部分干扰，避免分割后出现陆地与舰船粘连的情况，最后对分割图像进行斜矩形标记、便于舰船去虚警操作，获取舰船目标。由此解决现有技术中舰船检测算法应用到复杂港口背景下中低分辨率红外前视图中存在一定局限性的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于边缘匹配的红外前视图像舰船检测方法，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，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。