[发明专利]一种图谱关联获取海面目标红外光谱的方法

说明书

本发明公开了一种图谱关联获取海面目标红外光谱的方法，通过从混合光谱中解混出像方的海面目标光谱，滤除了海水背景等无用信息对光谱的干扰，从而提高了海面目标光谱的精确度。通过除以大气透过率，将像方的海面目标光谱转换为物方的海面目标光谱，滤除了大气衰减对光谱的影响，从而提高了海面目标光谱的精确度。采用“弓”形进行全视场的扫描搜索，扫描范围能够覆盖全视场，且动作指令少，扫描速度快，从而提高海面目标光谱的实时性。采用以没有目标的纯净海面红外图像为背景对含有目标的红外图像做自适应非均匀矫正，再用灰度变换的方法对图像进行增强，从而解决了海面目标的灰度值与海水的灰度值差异小，难以提取目标的问题。

技术领域

本发明属于数字图像处理和光谱信息处理的交叉领域，更具体地，涉及一种图谱关联获取海面目标红外光谱的方法。

背景技术

实时目标检测识别技术一直是重要的研究方向，现有技术中提出一种图谱关联设备，用于复杂背景的快速稳定识别。图谱关联探测是一种多模探测方式，包括：红外图像探测方式，辐射光谱探测方式，图谱结合探测方式。利用不同物体不同的辐射特性，根据目标的辐射光谱进行目标的探测识别。特别是，当进行远距离探测或者目标的形态和尺度变化大时，通过红外图像无法有效识别目标，可以通过光谱信息来进行目标的探测识别，提高目标探测识别的准确率。因此，对光谱的测量有着更精确的要求。

然而，图谱关联设备探测海面目标时，测谱区域可能只有部分目标，还会混有海水背景，所测的光谱实际上是海面目标与海水背景的混合光谱，导致了精准实时的获取海面目标光谱困难。此外，测得的光谱会受到大气衰减影响，因此，从像方测得的光谱中得到真实的、没有大气衰减的目标光谱数据很难。同时，船只发动机的热源大多在船体内部，在测得的红外图像中，船只等海面目标的灰度值与海水的灰度值差异小，再加上由于设备的设计缺陷，导致红外图像的测谱区域有固定的图像噪声，故增加了海面目标在测谱区域的提取难度。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有技术中由于测谱区域过大和大气衰减影响而导致获取的海面目标光谱精度低的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种图谱关联获取海面目标红外光谱的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1.使用图谱关联设备进行全视场的扫描搜索，若未检测到海面目标，则实时更新背景光谱，并继续搜索；每检测到海面目标，进入步骤S2；

步骤S2.判断海面目标的位置是否在测谱区域，若是，直接进入步骤S3；否则，更新背景光谱，再进入步骤S3；

步骤S3.通过目标跟踪将海面目标锁定在测谱中心，测量当前混合光谱，并保存当前红外图像；

步骤S4.对所述当前红外图像进行预处理，从预处理后红外图像的测谱区域中提取该区域中的海面目标，计算海面目标占测谱区域的比例；

步骤S5.根据混合光谱、背景光谱和海面目标占测谱区域的比例，计算像方的海面目标光谱；

步骤S6.根据像方的海面目标光谱和大气透过率，计算物方的海面目标光谱。

具体地，步骤S1中所述图谱关联设备采用“弓”形扫描策略。

具体地，用平行光管模拟无穷远处发出的光，成像像面上光谱响应最大的点，即为测谱中心。

具体地，步骤S4包括以下步骤：

S401.对所述当前红外图像进行预处理；

S402.从预处理后的红外图像上提取出测谱区域；

S403.对测谱区域进行阈值分割，在测谱区域中提取海面目标；

S404.统计海面目标所占像素数N_target；