[发明专利]一种基于密度审查的SAR图像舰船目标检测加速方法

说明书

本发明提出一种基于密度审查的SAR图像舰船目标检测加速方法，属于合成孔径雷达图像处理领域。该方法首先对SAR图像进行超像素分割；分别计算每个超像素的密度特征和密度距离特征，筛选出该SAR图像作为目标聚类中心的超像素和作为杂波聚类中心的超像素；利用最近邻分类器比较每个超像素与杂波聚类中心的差异以及该超像素与目标聚类中心的差异，删除与目标聚类中心差异更大的超像素，将最终保留的超像素作为之后舰船目标检测方法的输入。本发明通过在检测之前先行快速删除大量海杂波超像素，将保留的超像素作为舰船目标检测方法的输入并进行精细检测，显著提升现有超像素检测方法的计算速度，提高了SAR图像中舰船目标检测的运行效率。

技术领域

本发明属于合成孔径雷达(SAR)图像处理领域，具体涉及一种基于密度审查的SAR图像舰船目标检测加速方法，可用于现有超像素舰船目标检测方法的快速实现。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)是一种主动成像装置，可提供海面舰船目标的高分辨成像结果。相比于光学、红外等传感器，SAR成像几乎不受光照和天气的影响，是一种具备全天候、全时段工作能力的传感器。SAR图像中的舰船目标检测在军事海防、民船监视、可持续渔业等方面有着重要的应用。

近年来，众多专家学者提出了多种超像素检测方法，在SAR图像舰船目标检测中取得了良好的效果。然而，现有的超像素检测方法需要滑窗精细处理SAR图像中的每一个超像素，运行速度很慢，使得检测过程的计算效率大大降低。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于密度审查的SAR图像舰船目标检测加速方法。本发明通过在检测之前先行快速删除大量海杂波超像素，将保留的超像素作为之后舰船目标检测方法的输入，对保留的超像素进行精细检测，显著提升了现有超像素检测方法的计算速度，提高了SAR图像中的舰船目标检测的运行效率。

本发明提出一种基于密度审查的SAR图像舰船目标检测加速方法，其特征在于，该方法首先对SAR图像进行超像素分割；分别计算每个超像素的密度特征和密度距离特征，筛选出该SAR图像作为目标聚类中心的超像素和作为杂波聚类中心的超像素；利用最近邻分类器比较每个超像素与杂波聚类中心的差异以及该超像素与目标聚类中心的差异，删除与目标聚类中心差异更大的超像素，将最终保留的超像素作为之后舰船目标检测方法的输入。该方法包括以下步骤：

1)获取一张SAR图像，该图像像素数量为N；设置超像素尺寸S,则该图像中超像素个数为表示向上取整；设置正则化参数λ＞0；

2)超像素分割；

将超像素的尺寸S、正则化参数λ、以及SAR图像作为输入，利用简单线性迭代聚类SLIC算法获得该SAR图像中的所有超像素；

3)计算每个超像素的密度特征ρ_i：

其中，i＝1,2,…,I，i为超像素的索引；j表示图像中除了第i个像素外其他像素的索引，D_i,j＝|μ_i-μ_j|表示第i个超像素的灰度均值μ_i和第j个超像素灰度均值μ_j的绝对值差异，μ表示超像素灰度均值，表示软截断距离，α是输入的尺度因子，α∈(0,1)；

4)计算每个超像素的密度距离特征r_i：

其中，Γ_i＝{j|ρ_j＜ρ_i,j＝1,2,...,I,j≠i}表示比第i个超像素密度低的超像素的集合，表示空集；

5)分别计算SAR图像的目标聚类中心与杂波聚类中心；