一种海空背景下的红外图像海天线连通域检测方法技术

本发明专利技术公开了一种海空背景下的红外图像海天线连通域检测方法，属于海天环境下红外图像处理和应用领域，解决现有技术中采用直线提取时，背景中含有山脉、桥梁时会对海天线的检测造成干扰，对海天线上舰船轮廓产生影响的问题。本发明专利技术包括如下步骤为输入待检测的海天线红外图像；对海天线红外图像进行灰度化处理；去除灰度化处理后的海天线红外图像中的强水纹干扰和复杂背景干扰；再做梯度运算；利用最大值滤波去除经过梯度运算的噪声；对去除噪声后的海天线红外图像进行梯度运算；得到的海天线红外图像进行二值化处理；利用基于线段表的连通域检测法，提取经过二值化处理后得到的海天线红外图像中的海天线的位置。本发明专利技术用于海天线的提取。

【技术实现步骤摘要】

一种海空背景下的红外图像海天线连通域检测方法，用于海天线的提取，属于海天环境下红外图像处理和应用领域，具体涉及到海天线的检测。
技术介绍
红外舰船目标识别技术由于在无人侦查和反舰制导中的重要作用，近年来被许多国家列为军事重点研究课题。但受到海面强水纹、背景障碍物、探测器噪声等因素的干扰，舰船目标的定位和识别成为非常具有挑战性的问题。海天线的检测可以有效抑制复杂海空背景中的噪声干扰、缩小舰船目标的搜寻范围，因此也成为红外舰船识别中的关键环节。强水纹干扰会造成红外图像中波浪的灰度强度接近海天线像素点灰度值，造成海天线提取困难。当背景中含有山脉、桥梁时也会对海天线的检测造成干扰。例如桥面也是直线，在经过边缘检测后容易与海天线边缘混淆。因此关于提取海天线近年来也有很多的研究。方法一：可利用最大邻域法检测最长的边缘线为海天线，并根据尺度之间关系，建立原图像中的海天线直线方程。方法二:可以利用方向梯度算子得到差分图像，然后方向细化并采用Hough变换检测海天线。方法三:可通过模版运算大尺度地增强图像海天线区域的梯度值，设计一种非线性阈值分割的方法，对图像进行处理并通过行扫描提取出海天线。方法四:可采用随机点采样配合多线段拟合的方法，在Hough变换的基础上检测海天线。这些方法虽然在一定条件下都能检测出海天线的位置，但有一个共同的缺陷在于，海天线检测的核心思想都是直线提取，即只能以直线的方式描述海天线，但如果海天线上存在舰船，直线提取的方式就会对海天线上的舰船轮廓造成影响，进而影响到舰船的识别与检测。除此之外，方法三的劣势还在于需要确定阈值后进行分割，然而不同图像的阈值不同，不具有普遍性；方法四的劣势还在于需要确定采样率后进行随机采样，采样率的确定也带有人为因素的影响，采样率越高，采样越精确，但相应的算法效率就会下降。
技术实现思路
本专利技术针对上述不足之处提供了一种海空背景下的红外图像海天线连通域检测方法，解决现有技术中采用直线提取对海天线上舰船轮廓产生影响、复杂背景干扰海天线提取的影响、传统二值化处理中需要确定阈值对海天线提取的影响、随机性和人为因素对海天线提取的影响的问题。本专利技术为了实现上述目的，采用的技术方案为：一种海空背景下的红外图像海天线连通域检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)输入待检测的海天线红外图像；(2)对海天线红外图像进行灰度化处理；(3)去除灰度化处理后的海天线红外图像中的强水纹干扰和复杂背景干扰；(4)对去除干扰后的海天线红外图像做梯度运算；(5)利用最大值滤波去除经过梯度运算后得到的海天线红外图像的噪声；(6)对去除噪声后的海天线红外图像进行梯度运算，即提取海天线红外图像的边缘信息；(7)对步骤(6)中得到的海天线红外图像进行二值化处理；(8)利用基于线段表的连通域检测法，提取经过二值化处理后得到的海天线红外图像中的海天线的位置。进一步，所述步骤(3)中的具体流程为：(31)读入灰度化处理后的海天线红外图像；(32)去除强水纹干扰，即海天线红外图像矩阵中某点的灰度值大于海天线红外图像矩阵的灰度均值，则将原灰度值与灰度均值之差作为新的灰度值，若海天线红外图像矩阵中某点的灰度值小于海天线红外图像矩阵的灰度均值，则直接赋0值；(33)去除复杂背景干扰，即步骤(32)去强水纹后得到的海天线红外图像与步骤(31)读入的海天线红外图像作绝对值之差。进一步，所述步骤(4)或步骤(6)的具体流程为：分别计算步骤(3)或步骤(5)处理后得到的海天线红外图像在x、y方向的梯度运算矩阵，再进行平方和平方根操作求得图像的幅度，以便提取边缘的强度。进一步，所述步骤(5)的具体流程为：对步骤(4)所得海天线红外图像进行最大值滤波，其定义为：K(x,y)＝max{M(x-i,y-j),(i,j)∈A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海空背景下的红外图像海天线连通域检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)输入待检测的海天线红外图像；(2)对海天线红外图像进行灰度化处理；(3)去除灰度化处理后的海天线红外图像中的强水纹干扰和复杂背景干扰；(4)对去除干扰后的海天线红外图像做梯度运算；(5)利用最大值滤波去除经过梯度运算后得到的海天线红外图像的噪声；(6)对去除噪声后的海天线红外图像进行梯度运算，即提取海天线红外图像的边缘信息；(7)对步骤(6)中得到的海天线红外图像进行二值化处理；(8)利用基于线段表的连通域检测法，提取经过二值化处理后得到的海天线红外图像中的海天线的位置。

【技术特征摘要】
1.一种海空背景下的红外图像海天线连通域检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)输入待检测的海天线红外图像；(2)对海天线红外图像进行灰度化处理；(3)去除灰度化处理后的海天线红外图像中的强水纹干扰和复杂背景干扰；(4)对去除干扰后的海天线红外图像做梯度运算；(5)利用最大值滤波去除经过梯度运算后得到的海天线红外图像的噪声；(6)对去除噪声后的海天线红外图像进行梯度运算，即提取海天线红外图像的边缘信息；(7)对步骤(6)中得到的海天线红外图像进行二值化处理；(8)利用基于线段表的连通域检测法，提取经过二值化处理后得到的海天线红外图像中的海天线的位置。2.根据权利要求1所述的一种海空背景下的红外图像海天线连通域检测方法，其特征在于，所述步骤(3)中的具体流程为：(31)读入灰度化处理后的海天线红外图像；(32)去除强水纹干扰，即海天线红外图像矩阵中某点的灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪劲希，彭真明，王璞，范竞丹，燕肇一，黄少寅，何艳敏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51