海上船舶目标图像多通道并行传输系统及图像识别方法技术方案

本发明专利技术涉及船舶图像处理技术领域，具体涉及海上船舶目标图像多通道并行传输系统及图像识别方法。系统包括图像接收阵列天线、图像接收机、信号处理模块、指令发射天线、天线发射机、指令处理模块；指令处理模块通过指令发射天线、天线发射机将传输的数字图像信号进行调制、变频、放大后定向辐射；信号处理模块通过图像接收阵列天线、图像接收机将获取数字图像信号后进行解码操作。本发明专利技术采用的天线阵列进行图像信号接收，并结合数字合成多波束的方法，增大了信号接收增益，也提高了传输系统的抗干扰能力。本发明专利技术采用载频跟踪技术，以此来消除遥感卫星导致的载频偏移误差。遥感卫星导致的载频偏移误差。遥感卫星导致的载频偏移误差。

【技术实现步骤摘要】
海上船舶目标图像多通道并行传输系统及图像识别方法


[0001]本专利技术涉及船舶图像处理
，具体涉及海上船舶目标图像多通道并行传输系统及图像识别方法。

技术介绍

[0002]海上船舶的检测与识别在多个领域有非常重要的应用价值，比如在海事监管领域，利用船舶目标检测技术可以快速定位海上的违法船只，也可以第一时间获取海上发生事故船舶的位置；在军事侦察和作战过程中，船舶目标检测技术有助于快速定位敌方船舶，提高作战效果，因此，海上船舶的检测与识别一直是热点研究方向。随着计算机视觉技术和光学遥感技术的不断发展，海上船舶的目标检测技术更加成熟，应用前景也更加的广阔。随着海上船舶目标数量及图像采样频率的增加，提升图像处理和传输系统的并行处理能力非常有必要。
[0003]在基于雷达和遥感图像的海上船舶目标识别过程中，图像的传输是其中一项关键环节，图像的无线传输包括两种；其中，模拟图像传输：模拟图像传输采用模拟电路作为基础，图像的调制、发射、接收均采用模拟技术，这种方法具有传输速度快、模拟电路简单等优点，但同时存在智能化程度低、可编程性差、无法实现图像处理等问题。数字图像传输：数字图像传输采用嵌入式处理器技术，可以实现图像的压缩编码、信号调制、解压缩等操作，抗干扰能力强，且信号编程处理效果好。同时，数字图像传输技术也存在一定的缺点，比如信号有一定的时延，数字系统的电路复杂，功耗较高。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供海上船舶目标图像多通道并行传输系统及图像识别方法。
[0005]本专利技术为实现上述专利技术目的，采取的技术方案如下：
[0006]海上船舶目标图像多通道并行传输系统，包括图像接收阵列天线、图像接收机、信号处理模块、指令发射天线、天线发射机、指令处理模块；所述指令处理模块通过指令发射天线、天线发射机将传输的数字图像信号进行调制、变频、放大后定向辐射；所述信号处理模块通过图像接收阵列天线、图像接收机将获取数字图像信号后进行解码操作。
[0007]作为本专利技术的优选技术方案：所述图像接收阵列天线采用8天线单元的天线阵列。
[0008]作为本专利技术的优选技术方案：所述系统采用的调频信号带宽为6MHz，解调频输出采用12bit，数据传输分辨率为1.46KHz。
[0009]海上船舶目标图像多通道并行传输系统的图像识别方法，包括以下步骤：步骤1、获取海上船舶的数字信号图像；步骤2、将海上船舶的数字信号图像进行区域提取和目标分类；步骤3、将区域提取和目标分类后的海上船舶的数字信号图像进行目标识别，将目标与背景图像分离出来，获取船舶目标的完整特征。
[0010]作为本专利技术的优选技术方案：所述步骤1中海上船舶的数字信号图像获取后还需
要进行图像的噪声过滤处理。
[0011]作为本专利技术的优选技术方案：所述步骤2中区域提取是将包含船舶目标的局部图像提取出来，剔除不包含船舶目标的图像部分。
[0012]作为本专利技术的优选技术方案：所述步骤2中目标分类采用的方法有支持向量机SVM法或CRF分类，目标分类在大规模图像处理时，根据目标的相似特征进行分类处理。
[0013]本专利技术所述的海上船舶目标图像多通道并行传输系统及图像识别方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0014](1)本专利技术采用的天线阵列进行图像信号接收，并结合数字合成多波束的方法，增大了信号接收增益，也提高了传输系统的抗干扰能力。
[0015](2)本专利技术采用载频跟踪技术，以此来消除遥感卫星导致的载频偏移误差。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例中海上船舶目标图像多通道并行传输系统示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例中海上船舶目标图像多通道并行传输系统的图像识别方法流程图；
[0018]图3为本专利技术实施例中信号时序图；
[0019]图4为本专利技术实施例中数字下变频结构原理框图；
[0020]图5为本专利技术实施例中抽取滤波器的信号SNR响应曲线示意图；
[0021]图6为本专利技术实施例中8通道图像数据并行传输系统的SNR测试曲线示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图详细的描述本专利技术的作进一步的解释说明，以使本领域的技术人员可以更深入地理解本专利技术并能够实施，但下面通过参考实例仅用于解释本专利技术，不作为本专利技术的限定。
[0023]如图1所示，海上船舶目标图像多通道并行传输系统，包括图像接收阵列天线、图像接收机、信号处理模块、指令发射天线、天线发射机、指令处理模块；指令处理模块通过指令发射天线、天线发射机将传输的数字图像信号进行调制、变频、放大后定向辐射；信号处理模块通过图像接收阵列天线、图像接收机将获取数字图像信号后进行解码操作。
[0024]如图2所示，海上船舶目标图像多通道并行传输系统的图像识别方法，包括以下步骤：
[0025]步骤1、获取海上船舶的数字信号图像；步骤2、将海上船舶的数字信号图像进行区域提取和目标分类；步骤3、将区域提取和目标分类后的海上船舶的数字信号图像进行目标识别，将目标与背景图像分离出来，获取船舶目标的完整特征。
[0026]步骤1中海上船舶的数字信号图像获取后还需要进行图像的噪声过滤处理。步骤2中区域提取是将包含船舶目标的局部图像提取出来，剔除不包含船舶目标的图像部分。步骤2中目标分类采用的方法有支持向量机SVM法或CRF分类，目标分类在大规模图像处理时，根据目标的相似特征进行分类处理。
[0027]船舶海上目标图像多通道并行传输系统，由于多通道图像传输系统采样3个通道以上进行图像的同时采集和传输，遥感卫星在空间中具有一定的跨度，如果信号接收天线
采用宽波束接收，天线的副瓣干扰太高，降低系统的信噪比，因此，本专利技术采用8天线单元的天线阵列进行图像信号接收，并结合数字合成多波束的方法，增大了信号接收增益，也提高了传输系统的抗干扰能力。
[0028]多通道图像数据传输系统采用的调频信号带宽为6MHz，解调频输出采用12bit，数据传输分辨率为1.46KHz。由于遥感卫星的航行过程中会产生多普勒频移，造成传输系统的本地载频与接收信号载频存在误差。因此系统采用载频跟踪技术，以此来消除遥感卫星导致的载频偏移误差。
[0029]多通道并行传输系统的A/D采样频率与带通信号频率、带宽等参数密切相关，本专利技术采用A/D采集板信号时序图如图3所示，将A/D采样频率设为420MHz，可完成8通道的同步信号采集，A/D采集板的信号通过总线的形式传输至FPGA芯片，同时FPGA输出数据的同步时钟，完成信号的A/D转换、图像解调、图像数据的转发等步骤。
[0030]海上船舶目标检测系统的遥感图像分辨率为789*486，每采样一次数据产生的数据量为10.5MB，对应的灰度级别为8bit，因此，AD采集板和PCI转发器之间通过光纤进行数据传输，最大传输的速度可达3.5Gbps，能够满足遥感图像采集系统的数据传输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.海上船舶目标图像多通道并行传输系统，其特征在于，包括图像接收阵列天线、图像接收机、信号处理模块、指令发射天线、天线发射机、指令处理模块；所述指令处理模块通过指令发射天线、天线发射机将传输的数字图像信号进行调制、变频、放大后定向辐射；所述信号处理模块通过图像接收阵列天线、图像接收机将获取数字图像信号后进行解码操作。2.根据权利要求1所述的海上船舶目标图像多通道并行传输系统，其特征在于，所述图像接收阵列天线采用8天线单元的天线阵列。3.根据权利要求1所述的海上船舶目标图像多通道并行传输系统，其特征在于，所述系统采用的调频信号带宽为6MHz，解调频输出采用12bit，数据传输分辨率为1.46KHz。4.基于权利要求1
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3任意一项所述的海上船舶目标图像多通道并行传输系统的图像识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金宝，瞿燕，范文凤，程实，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：