[发明专利]一种遥感场景下的地面目标真实感仿真方法

权利要求书

1.一种遥感场景下的地面目标真实感仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、设定遥感目标模拟的相关参数；

所述遥感目标模拟的相关参数包括目标位置的中心坐标(x_ori，y_ori)、目标类型、分辨率、目标方向、仿真气候类型、仿真时间以及真实的遥感背景场景数据；

步骤二、针对所要仿真的目标类型，选择相应的生成网络G_network(i)；

步骤三、根据步骤二中选择的生成网络生成相应的遥感目标Obj；

步骤四、对步骤三生成的遥感目标进行显著性分割，获得与遥感目标相对应的掩膜数据；

4.1)输入所要分割的遥感目标场景F；

4.2)对遥感目标场景F进行高斯滤波，得到滤波后的数据F_gaus；

4.3)对步骤4.2)滤波后的数据使用如下公式进行HSV空间转换得到数据F_HSV，F_HSV包括H、S、V三个通道的值；

V＝max(R，G，B)

其中，H、S、V是最终HSV色彩空间三个通道的值；R、G、B为F_gaus中RGB空间的三个通道值；

4.4)对4.2)滤波后的数据使用如下公式进行Lab空间转换得到F_Lab，F_Lab包括L*、a*、b*三个通道的值；

其中，L*，a*，b*是最终LAB色彩空间三个通道的值；X、Y、Z是RGB转换后计算的值；X_n，Y_n，Z_n为X，Y，Z的转换系数；

4.5)计算Lab空间下的slic超像素初始化分割数K1；

K1＝(w×h)/c

其中，w、h分别为输入数据的长、宽，c为输入数据的超参数；

4.6)根据初始化分割数K1，对F_Lab数据使用slic超像素分割算法进行处理，分割出数量为n的超像素区域，标记为L_i，i∈1，2，3…n；

4.7)将4.6)获取的超像素区域映射到HSV空间，计算F_HSV各自通道的超像素区域均值，获得F_HSV_mean；

F_HSV_mean＝(f_h_mean，f_s_mean，f_v_mean)

其中，f_h_mean表示h通道的像素均值；f_s_mean表示s通道的像素均值；f_v_mean表示v通道的像素均值；length(L_i)表示第i个超像素区域中的像素个数；f_h_i(k)表示第i个超像素区域中h通道的第k个像素值；f_s_i(k)表示第i个超像素区域中s通道的第k个像素值；f_v_i(k)表示第i个超像素区域中v通道的第k个像素值；

4.8)使用距离度量函数和k_means++对F_HSV_mean数据进行二次聚类，默认聚类个数为3，分别表示目标、阴影、背景；距离度量函数如下所示：

f_hsv＝(w1×f_h_mean，w2×f_s_mean，w3×f_v_mean)

其中，w1，w2，w3为三个通道的权值系数；L_i,j表示第i个像素和第j个像素之间的距离；表示f_hsv_i的转秩；表示f_hsv_j的转秩；f_hsv_j表示第j个像素的像素值组成三个维度的列向量；f_hsv_i表示第i个像素的像素值组成三个维度的列向量；f_hsv表示对F_HSV_mean数据进行的权值变换后的数据；

4.9)通过统计聚类空间中各区域的像素个数来查找聚类空间中对应的最大类K2_max；

4.10)合并非最大类的区域，即目标区域以及阴影区域；

4.11)对目标区域和背景区域进行孔洞填充；

4.12)输出最终的分割掩膜和目标提取结果；

步骤五、根据步骤一设定的分辨率和目标方向对步骤三获取的遥感目标和步骤四获取的掩膜数据使用如下公式进行尺度变换以及方向旋转，输出变换后的目标数据Obj_ch以及掩膜数据Mask_ch；

其中，x^′和y^′代表尺度方向变换后的结果，θ代表所要旋转的角度，x₀和y₀表示尺度变换后遥感目标的中心坐标；x代表按遥感分辨率比例缩放f_x倍的图像；y代表按遥感分辨率比例缩放f_y倍的图像，使用如下表达式进行缩放；

其中，f_x为横向缩放倍数；f_y为纵向缩放倍数；

步骤六、将步骤五中生成的目标数据Obj_ch和掩膜数据Mask_ch与步骤一中真实的遥感背景场景数据相结合，并使用泊松融合的算法进行融合，输出真实场景下的虚拟目标地面仿真一级数据Scene_L1；

步骤七、根据仿真气候类型、仿真时间对一级数据进行气候特征映射；

7.1)输入一级数据Scene_L1和气候图像Climate，气候图像包含所要模拟的一级遥感场景气候特征；

7.2)将一级数据Scene_L1和Climate数据转换到LAB空间得到Scene_L1_Lab和Climate_Lab，分别由如下三个通道构成：

Scene_L1_Lab(scene_l,scene_a,scene_b)

Climate_Lab(climate_l,climate_a,climate_b)

其中，Scene_L1_Lab表示的是Scene_L1转换到Lab空间下的数据；Climate_Lab表示输入的气候数据转换到Lab空间下的数据；scene_l,scene_a,scene_b依次表示Scene_L1数据的l通道、a通道和b通道的数据；climate_l,climate_a,climate_b依次表示Climate_Lab数据的l通道、a通道和b通道的数据；

7.3)使用如下公式对Scene_L1_Lab数据进行处理，得到气候风格映射的Lab空间下的气候特征Scene_L2_Lab：

其中，Scene_L1_Lab_mean、Scene_L1_Lab_std、Climate_Lab_mean、Climate_Lab_std依次代表cene_L1_Lab和Climate_Lab各自通道的平均值和标准偏差；

7.4)将二级数据Scene_L2_Lab从Lab空间变换回RGB空间得到气候场景映射的二级数据Scene_L2；

步骤八、输出最终真实场景下的虚拟目标仿真二级数据Scene_L2。