高分辨率光学遥感图像舰船目标检测关键技术研究
发布时间：2021-06-17 13:12
航母与军舰等海上舰船担负着海上侦查、防御和打击等重大军事任务,是实现军事战术和战略目标的重要载体。能够准确、高效地检测出这些海上舰船目标是无人机、导弹等无人飞行器自主执行目标打击、战场态势评估等任务的基础,并可显著地提升现有武器的精确打击能力,因此研究海上舰船目标的检测技术有着十分重要的意义。本文围绕高分辨率光学遥感图像舰船目标检测中的关键技术开展相关的研究,针对复杂港口背景下军事舰船目标的检测,重点研究了海陆分离、直线段特征提取、船头区域检测、旋转候选区域生成与卷积神经网络等相关的技术。本文的研究工作主要集中在以下四个方面:1.提出了一种基于结构显著性与权重均值漂移的海陆分离算法。首先提出了一种基于边缘、角点等几何结构显著性的陆地隶属度函数,该函数可准确地计算出大部分像素点属于陆地区域的隶属度;然后,为了满足空间相邻、颜色相近的同质区域应同属于海洋或者陆地的要求,采用结构显著性与均值漂移相结合的方式确定出输入图像的同质区域,并利用马尔科夫随机场将单个像素点的陆地隶属度与同质区域一致性原则统一在一个能量方程中;最后,采用图割算法对该能量方程求解得到海陆分离结果。大量的实验表明本文海陆分...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外舰船目标检测技术的研究发展现状
1.2.1 开阔海域背景下舰船目标检测算法概述
1.2.2 近岸港口背景下舰船目标检测算法概述
1.3 选题依据
1.4 论文的主要研究内容以及章节安排
第2章 基于结构显著性与权重均值漂移的海陆分离
2.1 海陆分离算法的研究现状
2.1.1 基于先验信息的海陆分离算法
2.1.2 基于灰度阈值的海陆分离算法
2.1.3 基于纹理信息的海陆分离算法
2.2 基于结构显著性与权重均值漂移的海陆分离
2.2.1 基于结构显著性的陆地隶属度函数
2.2.2 基于结构显著性与权重均值漂移的同质区域分割
2.2.3 基于马尔科夫随机场的海陆分离
2.3 实验结果及分析
2.3.1 实验结果图像对比与分析
2.3.2 实验结果量化对比与分析
本章小结
第3章 基于直线概率图的遥感图像直线段特征提取
3.1 直线段检测算法研究现状
3.1.1 基于梯度幅值的直线段检测算法
3.1.2 基于梯度相位的直线段检测算法
3.2 基于直线概率图的直线段检测算法
3.2.1 基于直线概率图与边缘画边算法的边缘链条生成
3.2.2 基于最小二乘直线度量的候选直线段生成
3.2.3 基于Helmholtz准则的梯度相位与梯度幅值的直线段验证
3.3 实验结果与分析
3.3.1 自然图像上的直线段评估结果
3.3.2 遥感图像上的直线段评估结果
本章小结
第4章 基于船头检测与船体轮廓定位的近岸舰船检测
4.1 船头区域检测
4.2 船体轮廓定位
4.2.1 船身方向修正
4.2.2 船身的定位
4.2.3 基于上下文信息的虚警剔除
4.3 实验结果及分析
4.3.1 船头检测的结果及分析
4.3.2 舰船检测的结果及分析
本章小结
第5章 基于旋转候选区域生成与卷积神经网络的舰船检测与识别
5.1 舰船旋转候选区域生成
5.1.1 基于区域合并的舰船旋转候选区域生成
5.1.2 基于舰船特征的排序
5.2 舰船识别卷积神经网络SHIP-CNN
5.2.1 SHIP-CNN网络的基本构成
5.2.2 SHIP-CNN网络的训练
5.3 实验结果与分析
5.3.1 舰船候选区域生成的质量评估
5.3.2 舰船检测与识别结果
本章小结
结论与展望
一、主要研究成果及结论
二、尚待研究内容及展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]深度学习在视频目标跟踪中的应用进展与展望[J]. 管皓,薛向阳,安志勇. 自动化学报. 2016(06)
[2]遥感图像中舰船目标的快速精细检测[J]. 程红,刘思彤,孙文邦,杨帅. 光电工程. 2016(04)
[3]基于分层特征描述的舰船目标鉴别[J]. 程红,刘思彤,孙文邦,杨帅. 国土资源遥感. 2016(02)
[4]一种基于活动基模型的近岸舰船检测算法[J]. 李斌,孙显,吴其昌,郭智. 国外电子测量技术. 2015(05)
[5]多特征融合的高分辨率遥感图像海陆分离[J]. 刘思彤,程红,孙文邦,于光. 电光与控制. 2015(03)
[6]基于视觉注意机制的海洋监视卫星图像舰船目标检测[J]. 许志涛,刘金国,龙科慧,徐东,周怀得. 激光与光电子学进展. 2013(12)
[7]光学遥感图像低可观测区域舰船检测[J]. 周伟,关键,何友. 中国图象图形学报. 2012(09)
[8]一种基于形状的近岸舰船检测[J]. 徐键,孙显,付琨. 国外电子测量技术. 2012(05)
[9]光学遥感图像舰船目标检测与识别综述[J]. 王彦情,马雷,田原. 自动化学报. 2011(09)
[10]改进的二维Otsu图像分割方法及其快速实现[J]. 陈琪,熊博莅,陆军,匡纲要. 电子与信息学报. 2010(05)
博士论文
[1]电视末制导自动目标识别研究[D]. 贺柏根.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
硕士论文
[1]中国海洋安全及其战略研究[D]. 王荣.内蒙古大学 2013
[2]高分辨率可见光遥感图像港口及港内目标识别方法研究[D]. 张振.中国科学技术大学 2009
本文编号：3235260
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外舰船目标检测技术的研究发展现状
1.2.1 开阔海域背景下舰船目标检测算法概述
1.2.2 近岸港口背景下舰船目标检测算法概述
1.3 选题依据
1.4 论文的主要研究内容以及章节安排
第2章 基于结构显著性与权重均值漂移的海陆分离
2.1 海陆分离算法的研究现状
2.1.1 基于先验信息的海陆分离算法
2.1.2 基于灰度阈值的海陆分离算法
2.1.3 基于纹理信息的海陆分离算法
2.2 基于结构显著性与权重均值漂移的海陆分离
2.2.1 基于结构显著性的陆地隶属度函数
2.2.2 基于结构显著性与权重均值漂移的同质区域分割
2.2.3 基于马尔科夫随机场的海陆分离
2.3 实验结果及分析
2.3.1 实验结果图像对比与分析
2.3.2 实验结果量化对比与分析
本章小结
第3章 基于直线概率图的遥感图像直线段特征提取
3.1 直线段检测算法研究现状
3.1.1 基于梯度幅值的直线段检测算法
3.1.2 基于梯度相位的直线段检测算法
3.2 基于直线概率图的直线段检测算法
3.2.1 基于直线概率图与边缘画边算法的边缘链条生成
3.2.2 基于最小二乘直线度量的候选直线段生成
3.2.3 基于Helmholtz准则的梯度相位与梯度幅值的直线段验证
3.3 实验结果与分析
3.3.1 自然图像上的直线段评估结果
3.3.2 遥感图像上的直线段评估结果
本章小结
第4章 基于船头检测与船体轮廓定位的近岸舰船检测
4.1 船头区域检测
4.2 船体轮廓定位
4.2.1 船身方向修正
4.2.2 船身的定位
4.2.3 基于上下文信息的虚警剔除
4.3 实验结果及分析
4.3.1 船头检测的结果及分析
4.3.2 舰船检测的结果及分析
本章小结
第5章 基于旋转候选区域生成与卷积神经网络的舰船检测与识别
5.1 舰船旋转候选区域生成
5.1.1 基于区域合并的舰船旋转候选区域生成
5.1.2 基于舰船特征的排序
5.2 舰船识别卷积神经网络SHIP-CNN
5.2.1 SHIP-CNN网络的基本构成
5.2.2 SHIP-CNN网络的训练
5.3 实验结果与分析
5.3.1 舰船候选区域生成的质量评估
5.3.2 舰船检测与识别结果
本章小结
结论与展望
一、主要研究成果及结论
二、尚待研究内容及展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]深度学习在视频目标跟踪中的应用进展与展望[J]. 管皓,薛向阳,安志勇. 自动化学报. 2016(06)
[2]遥感图像中舰船目标的快速精细检测[J]. 程红,刘思彤,孙文邦,杨帅. 光电工程. 2016(04)
[3]基于分层特征描述的舰船目标鉴别[J]. 程红,刘思彤,孙文邦,杨帅. 国土资源遥感. 2016(02)
[4]一种基于活动基模型的近岸舰船检测算法[J]. 李斌,孙显,吴其昌,郭智. 国外电子测量技术. 2015(05)
[5]多特征融合的高分辨率遥感图像海陆分离[J]. 刘思彤,程红,孙文邦,于光. 电光与控制. 2015(03)
[6]基于视觉注意机制的海洋监视卫星图像舰船目标检测[J]. 许志涛,刘金国,龙科慧,徐东,周怀得. 激光与光电子学进展. 2013(12)
[7]光学遥感图像低可观测区域舰船检测[J]. 周伟,关键,何友. 中国图象图形学报. 2012(09)
[8]一种基于形状的近岸舰船检测[J]. 徐键,孙显,付琨. 国外电子测量技术. 2012(05)
[9]光学遥感图像舰船目标检测与识别综述[J]. 王彦情,马雷,田原. 自动化学报. 2011(09)
[10]改进的二维Otsu图像分割方法及其快速实现[J]. 陈琪,熊博莅,陆军,匡纲要. 电子与信息学报. 2010(05)
博士论文
[1]电视末制导自动目标识别研究[D]. 贺柏根.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
硕士论文
[1]中国海洋安全及其战略研究[D]. 王荣.内蒙古大学 2013
[2]高分辨率可见光遥感图像港口及港内目标识别方法研究[D]. 张振.中国科学技术大学 2009
本文编号：3235260
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