基于可見光遙感圖像的典型目標(biāo)識別關(guān)鍵技術(shù)研究及其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、遙感圖像用于軍事偵察不僅可以對作戰(zhàn)指揮起輔助決策作用，還可以直接引導(dǎo)武器系統(tǒng)實(shí)施精確打擊。目前我軍對軍事目標(biāo)判讀和情報(bào)整編工作處于由目視、定性、經(jīng)驗(yàn)判讀向人機(jī)交互和自動判讀的轉(zhuǎn)變階段，對復(fù)雜背景下大幅面高分辨率遙感圖像中目標(biāo)的特性還缺乏系統(tǒng)研究，很大程度上影響了目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)、識別和確認(rèn)，導(dǎo)致了遙感圖像數(shù)據(jù)利用率和時(shí)效性降低，難以滿足我軍對偵察情報(bào)的實(shí)際需求。本文在對現(xiàn)有自動識別技術(shù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，深入研究了大幅面可見光遙感圖像中幾類典型

2、目標(biāo)的特性，研制基于知識的識別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)典型目標(biāo)的快速篩選與識別。
　　針對遙感圖像中大型目標(biāo)的直線特征提取問題，設(shè)計(jì)了一種基于類直線提取的改進(jìn)Hough變換算法，并將其應(yīng)用于機(jī)場目標(biāo)識別中。類直線的提取是Hough變換的預(yù)處理，在保持邊緣特性的同時(shí)，也檢測到了Hough變換所使用的特征點(diǎn)。在圖像空間中對每條初步提取的類直線分別進(jìn)行Hough變換，改進(jìn)投票過程的映射方式，從類直線中尋找最多特征點(diǎn)對應(yīng)的那條直線，減少虛假峰值的影響。

3、機(jī)場目標(biāo)的識別通過檢測符合機(jī)場跑道特征的平行直線完成。
　　針對水上橋梁目標(biāo)，提出一種基于水域分割的快速識別算法。首先采用基于廣義局部傅立葉變換(general local Fourier transform, GLFT)的紋理統(tǒng)計(jì)特征分塊提取水域，GLFT紋理特征具有計(jì)算量小、紋理鑒別性能和紋理分割效果好的優(yōu)點(diǎn)，分塊計(jì)算使水域輪廓變得規(guī)則，提高了整個(gè)算法的效率。然后通過輪廓鏈碼對水域形狀進(jìn)行判斷，剔除虛假水域，根據(jù)梯度信息提取疑

4、似橋梁區(qū)域。為了提高正確識別率，最后使用三個(gè)比較穩(wěn)定的知識參數(shù)驗(yàn)證橋梁。
　　在深入分析結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，提出一種基于內(nèi)港區(qū)域的港口目標(biāo)的快速識別算法。采用基于梯度分割的方法結(jié)合灰度相似性聚類初步提取海域，通過分析圖像中是否存在海域來判斷港口存在的可能性；如果存在海域，提取海洋和陸地區(qū)域并得到粗略的海岸線，對海域分別沿8個(gè)方向?qū)ふ谊懙兀鶕?jù)封閉程度確定疑似內(nèi)港區(qū)域；引入U(xiǎn)形結(jié)構(gòu)元的概念，對疑似內(nèi)港區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)特征判斷，確定真實(shí)港口

5、區(qū)域。
　　將人類視覺選擇性注意機(jī)制在目標(biāo)感知方面所表現(xiàn)出來的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用到遙感圖像目標(biāo)識別領(lǐng)域，提出一種基于視覺注意模型的小型戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)檢測方法。結(jié)合對前人視覺注意模型的討論，依據(jù)特征整合理論，提出新的選擇性注意模型。該方法在視覺注意階段采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的策略，尋找背景圖像中特征差異最大的地方作為注意焦點(diǎn)，而在感興趣區(qū)域分析階段根據(jù)油庫、飛機(jī)和愛國者導(dǎo)彈陣地等目標(biāo)的先驗(yàn)知識引導(dǎo)識別。本文認(rèn)為顯著圖融合模塊接受來自返回抑制和位置增強(qiáng)的反

6、饋，使目標(biāo)檢測過程循環(huán)進(jìn)行，這樣更符合人類視覺的注意過程。
　　根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，研制典型目標(biāo)快速識別系統(tǒng)，功能在于對可見光遙感圖像進(jìn)行高效管理，分析并提取目標(biāo)的特征以實(shí)現(xiàn)基于知識的自動識別與定位，形成規(guī)范的目標(biāo)特征模型及其目標(biāo)數(shù)據(jù)庫。設(shè)計(jì)軟件及硬件總體框架，系統(tǒng)提供快捷方便的人機(jī)交互方式，輔助判讀人員完成判讀工作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的目標(biāo)識別方法，能夠在復(fù)雜背景中，快速而有效地識別機(jī)場、橋梁、港口等大型戰(zhàn)略目標(biāo)和油庫、飛機(jī)、