海天线实时检测方法与系统技术方案

本发明专利技术属于图像处理与计算机视觉技术领域，具体涉及一种海天线实时检测方法与系统。本发明专利技术对于海天线检测分粗计算和精计算两个部分。第一部分是粗计算，方法为对采集到的可见光或红外图像进降采样并计算纵向灰度梯度图，对纵向灰度梯度图进行阈值分割，得到二值化图像，计算二值化图像的边界，再通过hough变换计算海天线的大致截距和斜率。第二部分是精计算，方法为根据第一部分计算出的海天线截距和斜率，在第一部分计算出的纵向灰度梯度图的海天线附近区域纵向搜索图像纵向灰度梯度图最大值位置，将得到的位置点进行hough变换，然后计算出海天线的精确位置和斜率。该方案计算量小，内存占用小，算法原理简单，实现效率高。实现效率高。实现效率高。

【技术实现步骤摘要】
海天线实时检测方法与系统


[0001]本专利技术属于图像处理与计算机视觉
，具体涉及一种海天线实时检测方法与系统。

技术介绍

[0002]舰载光电探测系统是海警部队实现海洋维权、执勤、执法等活动的重要装备；利用系统搭载的可见光、红外和激光测距机等光学传感器可以完成对目标的搜索、探测和跟踪。
[0003]目前的海上目标检测和跟踪技术面临着诸多挑战。首先，海上环境复杂多变，常出现下雨、雾霾等恶劣天气；其次，受光照、风、海浪等多种自然因素的影响，海面环境一直处在动态的变化过程中，在海上环境中采集的视频数据包含了大量噪声和扰动信息，如杂乱无章的鱼鳞光、不规则运动的纹理丰富的波浪等。最后，海上目标可视范围小、视频信息抖动剧烈，位置变化严重，实时精准定位困难。面对复杂海洋天候环境下出现的新挑战，传统的目标检测技术已经无法满足海上数据实时、高效处理的需求。而且，在海天背景条件和远距离平视状态下，导弹，无人机，舰，船，艇等目标总是在海天线区域附近出现。因此，对弱小目标检测之前，需要首先检测出海天线，然后再对海天线附近区域进行处理。这样做的好处是：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海天线实时检测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：当接到光电探测系统发出的海天线检测命令后，通过相应的传感器采集一帧原始图像；步骤2：计算原始图像降采样后的纵向灰度梯度图；步骤3：计算纵向灰度梯度图的分割阈值；步骤4：根据分割阈值对纵向灰度梯度图进行阈值分割，得到二值化图像；步骤5：计算分割后二值化图像的边界，并存储边界点的坐标；步骤6：将边界点的坐标送入hough变换函数进行计算；步骤7：搜索hough变换函数输出的hough空间最大值所在位置，通过该位置的坐标计算出海天线的大致截距和斜率；步骤8：以步骤7计算出的海天线大致截距和斜率为参考，在步骤2计算出的纵向灰度梯度图中选择海天线附近一个小范围，搜索纵向灰度梯度图每列的最大值并存储该最大值的坐标；步骤9：将每列最大值点的坐标值送入hough变换函数进行计算；步骤10：搜索hough变换函数输出的hough空间最大值所在位置，通过该位置的坐标计算出海天线的精确截距和斜率，进而得到海天线的位置；步骤11：在上述图像上用直线标绘出海天线，并向光电系统上报海天线的精确截距和斜率值。2.如权利要求1所述的海天线实时检测方法，其特征在于，所述步骤2中，纵向灰度梯度图的计算公式为：其中：其中：Gray为降采样后的纵向灰度梯度图；F为原始图像；i，j为纵向灰度梯度图的行，列索引；S为纵向梯度累加行数；sample_height为行降采样率；sample_width为列降采样率；3.如权利要求2所述的海天线实时检测方法，其特征在于，所述步骤3中，计算纵向灰度梯度图的分割阈值的过程为：首先计算纵向灰度梯度图的均值：
其中：H
Gray
＝H/sample_height，W
Gray
＝W/sample_width；H
Gray
，W
Gray
分别为纵向灰度梯度图的高，宽；H，W分别为原始图像的高，宽；Gray
average
为纵向灰度梯度图的均值。接着，搜索纵向灰度梯度图的最大值Gray
max
Gray
max
＝max(Gray)通过加权纵向灰度梯度图的均值和最大值得出分割阈值Gray
Threshold
：Gray
Threshold
＝Gray
average
·
t+Gray
max
·
(1
‑
t)；其中，t和1
‑
t分别为灰度均值和边缘点灰度值的所占权值,0<t<1。4.如权利要求3所述的海天线实时检测方法，其特征在于，所述步骤4中，对纵向灰度梯度图进行阈值分割，得到二值化图像；判断纵向灰度梯度图的值是否大于分割阈值，大于分割阈值的点赋值255，小于或等于分割阈值的点赋0；得到一个二值化分割的图像Gray*；5.如权利要求4所述的海天线实时检测方法，其特征在于，所述步骤5中，计算分割后二值化图像的边界，并存储边界点的坐标；具体为：从上到下检测二值化图像的第一列，如果有灰度变化则认为是边界点，并将该点的位置存储，并且统计边界点的数量；用同样的方法计算，依次遍历二值化图像的每一列，得到整个二值化图像的边界点位置序列EdgeMapList1集合和边界点数量EdgeLength1；EdgeMapList1＝{px
11
，py
11
，px
12
，py
12
，px
13
，py
13
....px
1n
，py
1n
...}其中，px
1n
表示粗计算时第n个边界点的x坐标，py
1n
表示粗计算时第n个边界点的y坐标。6.如权利要求5所述的海天线实时检测方法，其特征在于，所述步骤6中，将边界点的坐标送入hough变换函数进行计算；具体为：预设好hough变换所需的Rho值和Theta序列值；根据海天线基本是水平的特点，Theta序列值取70
°
～110
°
之间均匀分布的若干个值；将边界点位置序列EdgeMapList1和边界点数量EdgeLength1送入hough变换函数，计算hough空间值；所述步骤7中，搜索hough变换函数输出的hough空间最大值所在位置，通过该位置的坐标计算出海天线的大致截距和斜率；具体为：由于直角坐标系中的直线和hough空间中的点是一一对应的，即ρ＝x
·...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖娟，卢晓燕，卫宏，许开銮，刘培桢，赵米旸，王洁，
申请(专利权)人：西安应用光学研究所，
类型：发明
国别省市：