[发明专利]一种基于金字塔影像分割的陨石坑自动提取方法

权利要求书

1.一种基于金字塔影像分割的陨石坑自动提取方法，其特征在于：以均分方式对待检月球DEM影像进行裁剪，构建多尺度金字塔影像，并将金字塔影像的所有层影像调整至统一尺寸，然后从底层至顶层将各层影像逐一输入U-Net神经网络模型进行陨石坑的边缘分割，再利用模板匹配算法提取各个陨石坑的基于当前金字塔影像像素矩阵的像素中心坐标和大小，最后利用转换关系，计算各个陨石坑实际对应的经纬度中心坐标和半径。

2.根据权利要求1所述的基于金字塔影像分割的陨石坑自动提取方法，其特征在于：所述金字塔影像从底层至顶层的影像依次设置为待检月球DEM影像的原始影像、一次均分后的所有影像、二次均分后的所有影像…N次均分后的所有影像，依次采用四的指数倍递增方式进行均分。

3.根据权利要求2所述的基于金字塔影像分割的陨石坑自动提取方法，其特征在于：所述待检月球DEM影像设置为正方形，构建三层金字塔影像，从底层到顶层依次设置为原始影像、四均分后的四个影像、十六均分后的十六个影像，然后金字塔影像的所有层影像调整至256×256像素大小。

4.根据权利要求2所述的基于金字塔影像分割的陨石坑自动提取方法，其特征在于：所述U-Net神经网络模型包括左部、中部和右部，其中，左部设置为收缩路径即编码器，用于提取金字塔影像各层图像的图像特征，包含三组操作，每组操作均包括两个卷积层和一个最大池化层；右部设置为扩展路径即解码器，用于对提取到的图像特征进行融合，也包含三组操作，每组操作均包括上采样层、合并层、dropout层和两个卷积层；中部设置为多级跳跃连接，用于合并收缩路径和扩展路径中具有相同大小的特征通道。

5.根据权利要求1所述的基于金字塔影像分割的陨石坑自动提取方法，其特征在于：所述转换关系设置为

X_degree＝-180°+α*(X₀+n*x_pix)

Y_degree＝-60°+α*[W-(Y₀+n*y_pix)]

R_km＝β*n*r_pix

其中，(X₀,Y₀)和S分别表示金字塔影像每层影像左上角的像素坐标和调整前的像素长度，S′表示金字塔影像调整后的像素长度，L、W分别表示全月DEM影像的像素长度和像素宽度，(-180°,-60°)表示原始影像左上角的经纬度坐标，R_moon＝1737.4km，代表月球半径，(x_pix,y_pix,r_pix)表示模板匹配算法提取到的各个陨石坑的像素中心坐标和半径大小，(X_degree,Y_degree,R_km)表示陨石坑实际的经纬度坐标和半径，单位为km。