[发明专利]一种基于卫星序列图像的运动舰船检测与跟踪方法

权利要求书

1.一种基于卫星序列图像的运动舰船检测与跟踪方法，其特征在于该方法的步骤包括：

S1、通过卫星不断获取包括运动舰船的卫星序列图像；

S2、对步骤S1中获取的包括运动舰船的卫星序列图像中相邻的两幅原始图像进行配准，得到配准后的两幅图像；

S3、计算步骤S2配准后的两幅图像的差值图像，并计算差值图像的显著图；

S4、根据步骤S3得到的差值图像的显著图提取两幅图像中的运动舰船区域；

S5、将步骤S4得到的两幅图像中的运动舰船区域进行匹配，得到运动舰船匹配对；

S6、将步骤S5得到的运动舰船匹配对变换到步骤S2中原始两幅图像中，得到原始两幅图像中的运动舰船匹配对；

S7、对步骤S1中获取的包括运动舰船的卫星序列图像中相邻的两幅原始图像进行配准，得到配准后的两幅图像；

所述步骤S2中的相邻的两幅原始图像中有且仅有一幅为所述步骤S7中的相邻的两幅原始图像中的一幅；

S8、重复步骤S3-S6，得到步骤S7中原始两幅图像中的运动舰船匹配对；

S9、对步骤S6得到的运动舰船匹配对和步骤S8得到的运动舰船匹配对进行关联，完成运动舰船的检测与跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星序列图像的运动舰船检测与跟踪方法，其特征在于：所述的步骤S2中，相邻的两幅原始图像进行配准的方法为：

定义两幅原始图像分别为I_t-1和I_t，其中I_t-1为第t-1帧图像，I_t为第t帧图像；t为大于等于2的正整数；

以第t-1帧图像I_t-1为参考图像，以第t帧图像I_t为待配准图像，采用基于金字塔的最小二乘匹配方法计算I_t-1和I_t间的仿射变换矩阵，依据得到的仿射变换矩阵对I_t进行变换得到配准后的第t帧图像

3.根据权利要求2所述的一种基于卫星序列图像的运动舰船检测与跟踪方法，其特征在于：所述的采用基于金字塔的最小二乘匹配方法计算I_t-1和I_t间的仿射变换矩阵，依据得到的仿射变换矩阵对I_t进行变换得到配准后的第t帧图像的方法如下：

S21，对第t-1帧图像和第t帧图像分别构建K层金字塔，得到第t-1帧K层金字塔和第t帧K层金字塔；

S22，将第t-1帧K层金字塔中的最高层即第K层图像表示为I_t-1,K(x,y)，以I_t-1,K(x,y)为参考图像，将第t帧K层金字塔中的最高层即第K层图像表示为I_t,K(x',y')，以I_t,K(x',y')为待配准图像，采用最小二乘匹配方法计算I_t-1,K(x,y)和I_t,K(x',y')间的仿射变换矩阵；

对参考图像I_t-1,K(x,y)中的坐标(x,y)进行仿射变换：

其中，(x',y')为I_t,K(x',y')的坐标，M为仿射变换矩阵，m₁～m₆为矩阵参数；设定仿射变换矩阵M的初始值为

根据最小二乘匹配原理，建立误差方程：

解上述误差方程得到m₁～m₆的值；

S23，保留仿射变换矩阵中的m₁～m₄的值不变，对m₅重新赋值为2m₅，对m₆重新赋值为2m₆，利用重新赋值后的仿射变换矩阵M'对第t帧K层金字塔中的第K-1层图像I_t,K-1进行仿射变换，得到变换后的图像I'_t,K-1；

以第t-1帧K层金字塔中的第K-1层图像I_t-1,K-1为参考图像，变换后的图像I'_t,K-1为待配准图像，设定重新赋值后的仿射变换矩阵M'为I_t-1,K-1和I'_t,K-1配准的初始值，采用最小二乘匹配方法计算I_t-1,K-1和I'_t,K-1间的仿射变换矩阵；

S24，重复步骤S23，直到采用最小二乘匹配方法计算第t-1帧K层金字塔中的第1层图像I_t-1,1(x,y)(即I_t-1)和第t帧K层金字塔中的第1层图像I_t,1(x',y')(即I_t)间的仿射变换矩阵，利用仿射变换矩阵对I_t进行变换，得到配准后的第t帧图像