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基于多特征的光学遥感图像机场掩体目标检测方法研究

作　者: 孙军领
导　师: 粟毅
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 特征提取 位置特征 形状特征 特征匹配 多特征 目标检测
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


遥感图像机场掩体目标检测是目标检测与识别的重要内容之一。掩体目标检测与定位可以为制导武器的精确打击提供重要的目标参数,具有重要的战略意义和战术价值。目前对机场掩体等目标的处理过于依赖于人工判读,处理速度和精度远远满足不了战场侦察情报处理的需求。实施掩体目标自动检测,可以提高目标的检测速度和精度,能较好解决这一瓶颈问题。由于掩体目标在图像上占用像素较少,特征不易描述,实现自动检测有较大难度。本文从遥感图像机场掩体目标的特征分析入手,对单源光学遥感图像机场掩体目标的检测方法进行了研究。首先,对机场掩体目标的特征进行了分析,确定了可以用于目标检测的特征:位置特征和形状特征。其次,研究了机场掩体位置特征的提取方法。通过对机场跑道、滑行道、掩体组合目标的研究发现,掩体位置特征可以通过提取机场区域的“断头路”特征来确定。在较大幅遥感图像中,研究了断头路特征提取的方法,并以高分辨率卫星遥感图像进行了实验,对方法的提取效果进行了分析。然后,进行了机场掩体形状特征匹配方法的研究。经过分析,确定了用轮廓序列矩和傅里叶描述子来描述掩体形状特征;研究了用轮廓序列矩和傅里叶描述子进行形状特征匹配的原理和方法,比较了两种匹配方法的检测效果;设计了仿真试验对两种方法的有效性进行了验证和分析。最后,通过分析位置特征和形状特征在掩体检测中的特点,提出了串行结构的多特征机场掩体目标检测方法。位置特征可以较好的检测出掩体目标所在位置,但也会形成较高的虚警率;相比而言,形状特征更有利于鉴别虚假。因此,利用串行检测结构,对目标依次进行位置特征和形状特征鉴别,在保持较高检测率的条件下,有效去除虚警。以高分辨率机场卫星遥感图像对方法的性能进行了验证,得到了较好效果。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章 绪论  11-15
  1.1 课题研究的背景和意义  11-12
  1.2 机场掩体目标检测的发展现状  12-13
  1.3 论文主要工作及组织  13-15
第2章 机场掩体目标检测的方法分析  15-25
  2.1 引言  15
  2.2 机场掩体目标概述  15-16
  2.3 机场掩体目标的特征分析  16-17
  2.4 特征提取  17-20
    2.4.1 位置特征  18-19
    2.4.2 形状特征  19-20
  2.5 基于多特征的机场掩体目标检测方法分析  20-24
    2.5.1 图像预处理  22-23
    2.5.2 特征提取与匹配  23
    2.5.3 目标检测  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第3章 掩体位置特征的提取  25-36
  3.1 引言  25
  3.2 机场目标的检测  25-29
    3.2.1 跑道目标的特征分析  26
    3.2.2 复杂图像场景中机场区域的检测  26-29
  3.3 断头路特征的提取  29-32
    3.3.1 图像增强  29-30
    3.3.2 图像分割  30-31
    3.3.3 图像细化  31
    3.3.4 位置特征提取  31-32
  3.4 实验结果  32-35
  3.5 本章小结  35-36
第4章 掩体形状特征匹配  36-46
  4.1 引言  36
  4.2 两种形状特征描述方法的数学原理及性质  36-40
    4.2.1 矩的数学原理及性质  36-38
    4.2.2 傅里叶描述子的基本思想及性质  38-40
  4.3 形状匹配  40
  4.4 形状匹配的算法流程  40-41
  4.5 方法验证与比较  41-45
    4.5.1 试验方法  41-43
    4.5.2 用轮廓序列矩进行形状匹配的结果  43
    4.5.3 傅里叶描述子进行形状匹配的结果  43-44
    4.5.4 轮廓序列矩与傅里叶描述子在形状匹配中的比较  44-45
  4.6 本章小结  45-46
第5章 基于多特征的掩体目标检测  46-52
  5.1 引言  46
  5.2 基于多特征的检测结构和算法的选取  46
  5.3 基于多特征的检测方案和流程  46-47
  5.4 方法验证与结果分析  47-51
  5.5 本章小结  51-52
总结与展望  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-58
作者在学期间取得的学术成果  58

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
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