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高分辨率遥感图像投影分析的靠岸舰船检测

中国图象图形学报 2018年第9期23卷 1424-1432页

作者：张磊洪星王岳环周斌华中科技大学自动化学院武汉430074 多谱信息处理技术国家级重点实验室武汉430074 北京航天自动控制研究所北京100854

目的高分辨率遥感图像中,靠岸舰船检测有着广泛的应用前景,其主要难点在于舰船与港口陆地在空间上紧邻,在颜色和纹理特征上相似,舰船与港口陆地难以分割。针对这种情况,利用港口岸线平直的几何特点和靠岸舰船多为舷靠的停泊特点,提出一... 详细信息

目的高分辨率遥感图像中,靠岸舰船检测有着广泛的应用前景,其主要难点在于舰船与港口陆地在空间上紧邻,在颜色和纹理特征上相似,舰船与港口陆地难以分割。针对这种情况,利用港口岸线平直的几何特点和靠岸舰船多为舷靠的停泊特点,提出一种基于投影分析的靠岸舰船检测方法。方法首先,对原始图像进行预处理,利用K-means聚类算法与区域生长算法相结合的方式得到海陆分割图像,利用Sobel算子与Otsu分割结合的方式获取边缘图像;然后,通过改进的Hough变换提取直线特征,结合港岸几何特性定位港口岸线;再将海陆分割后的二值图像向沿岸线和垂直岸线两个方向进行投影,根据沿岸线方向投影形态确定和分离并靠舰船,根据垂直岸线方向的投影形态定位舰船目标;最后,利用舰船尺寸、长宽比、最小外接矩形占空比特征去除虚警。结果在15个港口场景不同分辨率的遥感图像测试集上,本文方法整体检测率达到85.4%,虚警率达17.2%;限定分辨率范围在2 4 m的情形下,检测率提高到93.5%,虚警率降低至5.3%。结论本文方法简单有效,无需港口先验信息,适用于多尺度和多方向的靠岸舰船目标检测任务,对不同类型舰船形态差异具有鲁棒性,且能够分离并靠舰船。

关键词：靠岸舰船检测岸线检测投影分析高分辨率遥感图像并靠船检测

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直线特征辅助的靠岸舰船检测

测绘科学技术学报 2019年第3期36卷 275-280,286页

作者：余东行郭海涛赵传李道纪张保明信息工程大学

针对靠岸舰船难以检测的问题,提出了一种直线特征辅助的靠岸舰船检测方法。首先利用高精度的卷积神经网络目标检测算法YOLOv3对影像进行粗检测,获取可能存在舰船目标的区域作为兴趣区域;然后提取影像的直线特征,将直线的方向作为确定舰... 详细信息

针对靠岸舰船难以检测的问题,提出了一种直线特征辅助的靠岸舰船检测方法。首先利用高精度的卷积神经网络目标检测算法YOLOv3对影像进行粗检测,获取可能存在舰船目标的区域作为兴趣区域;然后提取影像的直线特征,将直线的方向作为确定舰船方向的辅助信息;最后利用具有一定角度的滑动窗口遍历兴趣区域获取候选目标,并对侯选目标进行二次分类和识别得到最终检测结果。利用不同港口的遥感影像进行实验的结果表明,提出方法能够有效检测港口内多种方向和并列停靠的舰船目标。

关键词：靠岸舰船检测直线检测 YOLOv3算法卷积神经网络遥感影像

一种基于可变夹角链码的靠岸舰船目标检测方法

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遥感技术与应用 2007年第1期22卷 88-94页

作者：蒋李兵王壮胡卫东国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

高分辨率遥感图像上靠岸舰船的灰度、纹理特征往往和码头接近,其自动检测相对比较困难,而半米粒状轮廓特征是靠岸舰船检测中区分度较好的特征之一。利用可变夹角链码对靠岸舰船的这种轮廓特征进行描述,具有平移、旋转及缩放相对不变性... 详细信息

高分辨率遥感图像上靠岸舰船的灰度、纹理特征往往和码头接近,其自动检测相对比较困难,而半米粒状轮廓特征是靠岸舰船检测中区分度较好的特征之一。利用可变夹角链码对靠岸舰船的这种轮廓特征进行描述,具有平移、旋转及缩放相对不变性。改进了可变夹角链码生成算法,并在此基础上提出了一种基于可变夹角链码的靠岸舰船检测方法。实测数据实验证明该方法在一定程度上能够解决靠岸舰船检测问题。

关键词：高分辨遥感图像靠岸舰船检测曲线描述拐点可变夹角链码(AIAC) 链码匹配

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先验地理信息辅助下的港口图像舰船检测

先验地理信息辅助下的港口图像舰船检测

作者：秦小娟华中科技大学

学位级别：硕士

舰船自动检测技术在军用、民用领域都有着广阔的应用前景,在辅助遇难船只救援、监控特定港口、打击非法捕鱼等方面发挥着至关重要的作用。由于港口、码头与舰船有相似的灰度纹理特性,港内舰船检测一直是舰船检测中的难点。本文针对飞行... 详细信息

舰船自动检测技术在军用、民用领域都有着广阔的应用前景,在辅助遇难船只救援、监控特定港口、打击非法捕鱼等方面发挥着至关重要的作用。由于港口、码头与舰船有相似的灰度纹理特性,港内舰船检测一直是舰船检测中的难点。本文针对飞行器拍摄的光学图像开展靠岸舰船检测算法研究,主要工作包括以下方面:首先,分析海陆背景下靠岸舰船检测的场景特点,并结合具体检测要求和检测条件,提出基于先验地理信息的港口舰船检测方案。该方案以先验地理信息为指导,先进行港口匹配定位确定海域部分,将靠岸舰船检测简化为离岸舰船检测,再对海域分割检测出舰船。港口匹配算法研究。根据港口规则的几何形状和典型的直线特征,选择港口边缘特征进行匹配。对几种常见的边缘匹配的相似性测度进行介绍,结合实时边缘图中的实际情况进行分析,改进相似性匹配测度,提出一种基于边缘梯度矢量的匹配算法,克服匹配时岸内边缘对海岸线匹配的干扰,提高匹配正确率和匹配精度。考虑到匹配速度和姿态角误差,进行匹配策略优化。提出匹配流程按照粗匹配和精匹配的方式进行。一方面,粗匹配提高匹配速度;另一方面,在精匹配过程中添加姿态角误差纠正,减少角度误差对检测率的影响。并通过实验数据证明,精匹配的修正作用能很好的改善角度误差存在的情况下的检测效果。海路分离算法研究。提出一种特征融合聚类与局部阈值判定相结合的分割算法,解决分割过程中灰度不均造成的分割后船体断裂和陆地孔洞现象。该方法首先采用K-mean聚类算法将图像中的块区域按照灰度和方差特征分为两类,作为粗分割结果;再对粗分割边缘区域进行局部阈值判断,进一步优化边缘分割效果。最后,分析舰船目标特性并设计舰船检测方案。结合实际情况,对疑似候选区进行斜矩形标记、并靠船分离、连通域修正和几何参数去虚警,最终完成目标检测。

关键词：靠岸舰船检测港口定位边缘匹配算法海陆分离算法舰船标记

利用超像素级上下文特征进行靠岸集装箱船检测

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武汉大学学报（信息科学版） 2019年第4期44卷 578-585页

作者：祝胜男郭炜炜柳彬张增辉郁文贤上海交通大学智能探测与识别上海市高校重点实验室上海200240

高分辨率光学遥感影像中靠岸集装箱船受到岸边建筑、阴影和背景环境的干扰严重,且其船身模式与相邻陆地上集装箱非常相似,较难实现自动化检测。针对这一难题,提出了一种利用超像素级上下文特征进行靠岸集装箱船检测的方法。首先,对图像... 详细信息

高分辨率光学遥感影像中靠岸集装箱船受到岸边建筑、阴影和背景环境的干扰严重,且其船身模式与相邻陆地上集装箱非常相似,较难实现自动化检测。针对这一难题,提出了一种利用超像素级上下文特征进行靠岸集装箱船检测的方法。首先,对图像进行过分割生成超像素,在超像素区域提取颜色、纹理特征并级联邻域超像素特征形成超像素级上下文特征;然后,将目标超像素作为正样本,并自适应地选择较难区分的背景超像素作为负样本来训练分类器,实现对目标、背景超像素的分类;最后,利用全连接条件随机场对分类结果优化,实现对靠岸集装箱船的检测。实验结果表明,该方法能够较为可靠地检测靠岸集装箱船,具有一定的应用前景。

关键词：光学遥感图像集装箱船靠岸舰船检测超像素上下文特征支持向量机全连接条件随机场主动样本选择

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基于遥感影像的海洋近岸目标提取技术

基于遥感影像的海洋近岸目标提取技术

作者：喻金桃解放军信息工程大学

学位级别：硕士

目标提取与识别一直是摄影测量与遥感领域的研究热点与难点问题。海洋近岸目标提取是海战场环境建设和海洋经济开发的重要基础。卫星遥感技术的快速发展,为利用遥感影像进行海洋近岸目标提取提供了数据支撑;影像解译等相关技术的不断进... 详细信息

目标提取与识别一直是摄影测量与遥感领域的研究热点与难点问题。海洋近岸目标提取是海战场环境建设和海洋经济开发的重要基础。卫星遥感技术的快速发展,为利用遥感影像进行海洋近岸目标提取提供了数据支撑;影像解译等相关技术的不断进步,使得利用遥感影像进行海洋近岸目标快速自动化提取成为可能。本文主要针对海岸带高分辨率遥感影像水边线提取、防波堤和码头提取以及舰船检测等主要内容进行了研究与探讨,主要研究工作和创新点如下:1.针对遥感影像水边线提取中弱边缘和严重凹陷边缘水边线难以准确提取以及自动化程度低等问题,提出了一种四叉树和多种活动轮廓模型相结合的水边线提取方法。采用多组实验影像对该方法与其他三种方法进行了对比实验,实验结果表明,该方法对于弱边缘和严重凹陷边缘的水边线均能准确提取,并且提取速度快、稳定性好。2.在对防波堤的影像特征进行充分分析的基础上,设计了一种基于水边线的防波堤自动提取方法。实验结果表明,该方法对常规和复杂背景条件下的防波堤提取均能取得较好效果,并且提取速度快,自动化程度高。3.对于海岸码头的提取,设计了一种基于多种特征的突堤式码头提取方法,提出了一种基于结构特征的海岸码头分割方法。实验结果表明,前者对于常规和复杂背景条件下的突堤式码头提取均具有较好的鲁棒性,后者能够从水边线中将码头区域分割出来,对突堤式和顺岸码头均适用。4.针对靠岸舰船目标与背景在颜色和纹理方面呈高相似性,以及靠岸舰船并排停靠等问题,提出了一种基于形状和直线段检测的靠岸舰船检测方法。实验结果表明,该方法鲁棒性好,对于背景纹理和颜色与舰船呈高相似度以及并排停靠舰船均能够准确、稳定地检测,且检测效率高。5.设计了两套靠岸舰船检测的解决办法,为工程实践提供了可选的解决方案。第一套方案是根据人工岸线和水边线的位置差异实现靠岸舰船的提取;第二套方案是根据靠岸舰船的特征设计制作规则集,在此基础上利用面向对象信息提取软件eCognition实现靠岸舰船的检测。实验证明,两套解决方案均切实可行。

关键词：遥感影像海洋近岸目标水边线提取活动轮廓模型码头提取防波堤提取靠岸舰船检测