合成孔径雷达(SAR)影像的目标检测是遥感和地球观测研究领域的一个热点问题。由于SAR成像系统能够在云层中正常工作,因此与光学成像相比,它们具有全天候、全天时观测的能力,这是一项重大的优势。在目标检测方面,基于统计显着度分析和大地测量主动轮廓线模型的方法被提出以改善SAR影像的目标检测性能。 统计显着度分析(Saliency Analysis)是目标检测领域中的一个热门话题。它是基于人类视觉系统中视觉注意力机制的原理,模仿人类在观察场景时能够迅速识别出显著区域(即视觉上突出的区域)的能力。在本研究中,研究者提出了一种新的基于统计显着度分析和显着度导向的大地测量主动轮廓线模型的目标检测方法。该方法首先从灰度共生矩阵中提取对比度和均匀性特征,构成纹理显着度图。然后使用超像素分割技术和Otsu算法分别获得先验图和似然图,这两者共同组成了贝叶斯显着度图。两个显着度图随后合并为最终的统计显着度图。 显着度导向的大地测量主动轮廓线模型(Geodesic Active Contour Model)是一种图像分割技术,它通过最小化能量函数来寻求图像中的闭合边界,分割出目标区域。在本文中,研究者将显着度导向图嵌入到基于水平集的能量函数中,从而形成了一种新的显着度导向的大地测量主动轮廓线模型。基于最终的显着度图,该模型能够获得指定的、准确的目标轮廓。 在本研究中,通过定性和定量的实验表明,提出的基于统计显着度分析和显着度导向的大地测量主动轮廓线模型在保持完整的目标和准确边界方面,其综合性能优于竞争模型。 对于SAR影像的目标检测方法,除了传统的CFAR(常虚警率)算法外,还有其他几种常用的方法,如基于形态学的方法、基于多尺度分析的方法以及基于机器学习和深度学习的方法等。CFAR算法主要依赖于SAR影像中杂波的分布,其性能在背景杂波复杂且变化多端时会严重下降。本研究提出的基于统计显着度分析的方法相比CFAR算法更加鲁棒和高效。 研究中提到的贝叶斯分析(Bayesian Analysis)是一种统计分析方法,它在考虑到所有已知信息的基础上,来预测或估计随机事件的概率。在目标检测中,贝叶斯分析可以用来评估目标存在的可能性,从而改善检测的准确性和可靠性。 超像素分割(Superpixels Segmentation)是一种图像处理技术,它将图像划分为由多个相邻像素构成的超像素集合,每个超像素内部的像素具有相似的属性(例如颜色、亮度等)。超像素分割有助于提高图像处理的效率和精度,因为它大幅减少了图像中的分割数量。 Otsu算法是一种确定全局阈值的方法,该方法在图像二值化中被广泛使用。通过计算图像的直方图,Otsu算法可以自动计算出最佳阈值,以区分目标区域和背景区域。 在SAR影像的目标检测中,轮廓提取(Contour Extraction)是一个关键步骤,它涉及到从SAR影像中准确地分离出感兴趣的目标。轮廓提取通常会受到噪声、阴影和复杂的背景等因素的影响,因此,提高轮廓提取的准确性和鲁棒性是研究的一个重点。 本研究中使用的大地测量主动轮廓线模型,也称作地理动态轮廓线模型,它是一种能量最小化模型,用于图像分割和轮廓提取。大地测量主动轮廓线模型考虑了像素间的几何关系,通过动态演进来获得目标的精确轮廓。 SAR影像的目标检测是一个复杂但又十分重要的研究领域。本研究提出的方法通过整合统计显着度分析和大地测量主动轮廓线模型,为SAR影像的目标检测提供了一种新的视角和有效的解决方案。通过实际的实验验证,该方法在检测性能上显示出优越性,并有望在实际的地球观测和遥感应用中发挥重要作用。
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