[发明专利]一种适用于高空侦察的快速可见光图像舰船检测方法

权利要求书

1.一种适用于高空侦察的快速可见光图像舰船检测方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤S1：对高空对海可见光灰度图像进行小面核显著性滤波获得小面核滤波显著性图，从小面核滤波显著性图中提取感兴趣区域；

步骤S2：在所述感兴趣区域内进行Otsu自动阈值分割，并结合所述小面核滤波显著性图确认各候选目标区域；

步骤S3：在所述各候选目标区域内，计算各候选目标的主轴方向，进而提取各候选目标的S-HOG特征描述子；

步骤S4：根据舰船类目标的形状知识，对所述各候选目标的S-HOG特征描述子进行判别，确认各候选目标否为舰船。

2.如权利要求1所述的一种适用于高空侦察的快速可见光图像舰船检测方法，其特征在于，步骤S1具体为：

S11：先使用小面核滤波模板对高空对海可见光灰度图像进行卷积运算，再将各像素点数值取平方后对全图进行高斯平滑，获得小面核滤波显著性图；

S12：使用分割阈值对小面核滤波显著性图进行分割，将大于分割阈值的像素置1作为前景区域，其余像素置0作为背景区域，将各前景连通域的最小外接矩形覆盖区域作为图像感兴趣区域：其中，分割阈值为：

T＝m+k·σ

其中，m为小面核滤波显著性图的图像均值，σ为图像标准差，k为相对参数。

3.如权利要求2所述的一种适用于高空侦察的快速可见光图像舰船检测方法，其特征在于所述图像标准差σ的取值为图像最短边长的1％倍，相对参数k的取值为6；

4.如权利要求1所述的一种适用于高空侦察的快速可见光图像舰船检测方法，其特征在于，步骤S2具体为：

S21：采用Otsu自动阈值方法，对感兴趣区域进行自动分割，得到分割区域Ω₀和分割区域Ω₁；

S22：分别统计分割区域Ω₀和分割区域Ω₁在小面核滤波显著性图上对应的显著平均值，并将显著平均值更大的分割区域中每个连通域的最小外接矩形覆盖区域作为候选目标区域。

5.如权利要求1所述的一种适用于高空侦察的快速可见光图像舰船检测方法，其特征在于，步骤S3具体为：

S31：在候选目标区域中，利用候选目标Otsu分割结果，将该候选目标的所有二维像素坐标进行统计记录，然后用主成分分析方法计算它们的第一主成分对应的映射系数，映射系数对应的映射方向作为该候选目标的主轴方向；

S32：将候选目标主轴旋转校准至固定的垂直方向，再进而计算候选目标的S-HOG特征描述子，主要包括方向区间划分和区域块划分两个方面，在方向区间划分中，按照角度平均划分原则将S-HOG描述子的梯度方向分为1D～8D共8个区间，其中1D和5D各方向区间的角对称轴垂直于候选目标主轴方向，在区域块划分中，沿着目标主轴方向分别取候选目标的前身B1、后身B2两个区域块，统计B1、B2中各个方向区间的梯度幅值，并按照向量模归一化。

6.如权利要求5所述的一种适用于高空侦察的快速可见光图像舰船检测方法，其特征在于，步骤S4具体为：

S41：计算B1、B2中与候选目标主轴垂直方向的方向区间{1D,5D}的均值与方差，并计算B1、B2中与舰船主轴非垂直方向的方向区间{2D,3D,4D,6D,7D,8D}的均值与方差；

S42：引入均值比阈值α和方差阈值v₁、v₂，要求仅当两区域块B1、B2同时满足以下条件时，该候选目标被判为真实舰船目标，即：

①各区域块中，方向区间{1D,5D}的均值与方向区间{2D,3D,4D,6D,7D,8D}的均值的比值大于α；

②各区域块中，方向区间{1D,5D}的方差小于v₁；

③各区域块中，方向区间{2D,3D,4D,6D,7D,8D}的方差小于v₂。

7.如权利要求6所述的一种适用于高空侦察的快速可见光图像舰船检测方法，其特征在于阈值α的取值为2.0，v₁的取值为0.05，v₂的取值为0.1。