基于遥感图像的船舶目标识别技术

tech2024-08-06  46

在进行海域遥感图像的识别与处理时,需要充分了解卫星遥感图像的特点,海上卫星遥感图像的特点主要包括图像光谱特性、时间特性和空间特性 3 种,

如下:

1)遥感图像的空间特性

空间特性是指海上卫星遥感图像的像素,在空间上具有丰富的表达方式,比如遥感图像可以展示空间内的物体几何轮廓、坐标、面积等空间信息。为了使遥感图像将空间特性表现的更充分,遥感图像的像素在两方面进行优化:其一是在空间坐标系的像素值,是由图像的数字化而来;其二是遥感图像的空间分辨

率,在一个固定尺寸下包含的像素越多,说明图像的分辨率越高。

为了合理地利用遥感图像的空间特性,在进行遥感图像分析时,必须要充分结合空间坐标系和定位系统,使遥感图像与经纬度坐标产生关联,分析遥感图像时,同时对像素和空间方位进行分析与建模。

2)光谱特性

光谱特性是指遥感图像的可见光辐射强度,通常用像素的灰度值、RGB 值来表征。在分析船舶遥感图像时,需要充分结合遥感图像的光谱特性,采用量化

方式,将遥感图像的光谱进行编码,并将编码信息存储到计算机当中。遥感图像的光谱特性与物体对阳光辐射的反射率密切相关,这也是遥感图像具有复杂色彩和灰度值的原因。

3)遥感图像的时间特性

时间特性与空间特性相对应,共同组成船舶遥感图像的基本坐标。随着时间的变化,地面目标会不断发生变化,比如潮涨潮落、海水温度变化等,同一区域内的遥感图像,不同时间节点下会存在较大的差异。在同一天内,由于阳光辐射的角度和强度不同,遥感图像也具有明显的差异。因此,在分析船舶遥感图像时,还需要充分考虑遥感图像的时间特性,从而才能获取准确的信息。

船舶遥感图像的目标识别算法

原理图 通常图像的处理过程可以分为初级处理、中级处理和高级处理 3 种,初级处理阶段主要针对图像本身,比如对图像的补偿、对图像干扰的抑制等,主要是一种像素级别的处理。图像的高级处理阶段是指符号推理,对图像所描绘的场景给予宏观上的解释;图像的中级处理阶段是指由低级处理阶段向高级处理阶

段的过渡,从低级处理阶段获取图像的各种特征信息,完成目标识别的过程。

由图像的目标识别原理图可知,船舶遥感图像的目标识别过程主要包括以下 4 个步骤:

1) 遥感图像的获取

遥感图像的获取包含 2 层含义,第一层是从遥感卫星中获取当前海域内的遥感图像,第二层是指对遥感图像中含有船舶目标的区域进行提取,缩小目标识

别图像的范围。图像获取环节可以提高图像处理的效率,使目标识别过程不需要在整幅图像上花费大量的时间。

2)船舶目标特征提取

目标特征的提取是基于遥感图像的船舶目标识别过程的关键环节,利用船舶图像的目标特征,可以在当前获取的遥感图像中正确的把目标与背景区分开。目标特征提取算法,对于目标识别的精度有非常重要的影响,在船舶目标特征提取时,可以充分结合船舶目标的空间特性,时间特性和光谱特性等,将船舶和

背景区分开。

3)目标分类

在进行目标特征提取后,还需要对目标特征进行分类、特征融等进一步处理,常见的分类方法包括支持向量机 SVM 法、随机 CRF 分类方法等。目标分类

的作用是将遥感图像中具有相似特征的目标统一进行处,适用于大批量的遥感图像目标识别。

基于小波变换的图像过滤与增强理论研究

通常,受海上雾气、云、水蒸气等气象因素的影响,海上遥感图像中往往存在着许多噪声。同时由于船舶目标的颜色与海水表面相似度较高,因此,在进行基于遥感图像的船舶目标识别过程中,需要对遥感图像的船舶目标进行过滤和增强。过滤的主要目的是去除遥感图像中的干扰噪声,增强的目的是使遥感图

像舰船目标特征与背景区别度更高。

本文采用小波变换理论,对遥感图像进行信号过滤和图像增强,基于小波变换的图像过滤基本流程如图所示。

图像滤波流程图: 图中左侧为海域内遥感图像的灰度图,右侧为经过图像提取和目标识别的灰度图。 来源网络,若侵权请联系删除!

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