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原文传递基于全景视觉的海上远景目标检测算法研究

论文题名：	基于全景视觉的海上远景目标检测算法研究
关键词：	全景海域图像;海天线检测;远景目标;噪声干扰;中值滤波
摘要：	为了响应我国建设海洋强国的号召，保护我国海洋领域、及时地完成海洋维权、海上救援任务，需要提高对海洋的监控和控制能力，着重发展海洋领域目标监控设备，因此研究海上远景目标检测算法具有一定的理论意义和现实意义。折反射全景视觉系统可以一次性获得高分辨率的场景信息，满足远距离、大视场角的海上监控领域要求，但是该系统采集获取的全景海域图一般为可见光图，目前基于可见光图的小目标检测技术不太成熟，因此本论文提出了基于全景视觉的海上远景目标检测算法研究。　　全景设备区成像的存在，大大增加了全景海域图像的背景复杂度；全景视觉系统成像原理的特殊性导致待检测的海天线呈椭圆形，导致目前现有的直线型海天线检测方法无法直接使用。基于以上两个因素，本论文的基本思路是：首先对全景视觉系统采集获取的全景海域图像进行预处理，其中包括去除采集图像过程中引入的噪声和提取并分割出全景设备区，接下来检测全景海天线，最后在确定海天线区域范围内进行海上远景小目标的检测。　　首先，对全景海域图像的进行预处理，主要的目的是消除图中干扰信息。本文先采用中值滤波抑制采集全景海域图过程中引入的噪声干扰，接着通过拉普拉斯算子对采集的全景海域图像进行锐化处理，使得海天线及小目标边缘信息更加明显。全景设备区比图中的其他区域较为明显，更容易引起人类的视觉注意，因此设计了基于显著性检测的全景设备区干扰检测，并利用了最为经典的4种显著性检测法—FT方法、LC方法、HC方法与AC方法，来提取并分割出全景设备区，实验结果验证了算法的有效性。　　其次，设计了全景海域图像中的海天线检测方法。为了应用现有的检测直线型海天线方法，先柱面展开还原全景图像，然后利用累计概率Hough直线变换将海天线检测出来。由于上述方法存在一定的局限性，因此本文提出了2种方法来直接对全景海域图进行海天线检测。一是将全景海天线近似为圆形，使用改进的随机Hough圆变换法来检测海天线；二是在实际情况中全景海天线为近似圆形的椭圆形，基于这一特点，本论文设计了一种自适应设置初始轮廓线的改进Snake方法来直接从全景图像中检测海天线。大量实验结果验证了算法的有效性。　　最后，在确定的海天线区域范围内检测海上远景小目标。在海天线区域内进行小目标的检测可以减小目标的搜索范围和减少计算量，提高检测效率，因此本文设计了基于视觉显著性的海天线区域小目标检测和基于9/7提升小波的海上远景小目标检测。大量实验结果表明，本文设计的这2种方法均能够成功地检测出远景小目标。最终，基于VC++6.0平台实现了基于全景视觉的海上远景目标检测系统软件设计。
作者：	燕妹
专业：	控制科学与工程
导师：	苏丽
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文