基于高阶分形特征的海面运动目标检测方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第38卷第6期激光与红外Vo1．38，No．62008年6月IASER&INFRAREDJune，2008文章编号：1001-5078(2008)06-0602-03·图像与信号处理·基于高阶分形特征的海面运动目标检测方法何四华，杨绍清，石爱国，李天伟(1．海军大连舰艇学院航海系，辽宁大连116018；2．海军大连舰艇学院信息与通信工程系，辽宁大连116018)摘要：将高阶分形特征用于海面运动目标检测，提取出用于区分运动目标和海杂波的新的分形特征——缝隙特征。实验表明利用缝隙特征进行海面运动目标检测，

2、可以取得较分形维检测更高的准确率。关键词：高阶分形特征；缝隙；目标检测中图分类号：TP751文献标识码：ADetectionofMovingTargetunderSeaBackgroundBasedonHigh—orderFractalFeatureHESi—hua，YANGShao—qing，SHIAi．guo，LITian．wei(1．DepLofNavigation，DalianNavalAcademy，Dalian116018，China；2．DepLofInformationEngineefing，DalianNavalAcademy，D

3、alian116018，China)Abstract：Thehigh—orderfractalfeatureisemployedtodetectionofmovingtargetunderseabackground．Thenewfrac—talfeature·lacunarityisusedtoidentifymovingtargetandseaclutter．Theexperimentsshowthathigherdetectionac·curacyofmovingtargetscanbeobtmnedbyusinglacunarityfeatu

4、rethanbyfactaldimension．Keywords：hish—orderfractalfeature；lacunarity；targetdetectionl引言式中包含了两个参量，即前项系数k和指数项在海空背景的运动目标检测中，海空背景和目(d—D)，8为尺度。过去我们的注意力常集中在指标的表面完全不同，但某种情况下却具有相同或相数项(在分形理论中，指数项常常是分形维数的表似的分形维数，这时仅用分形维数来进行目标检测，达式)，而忽略了对前项系数的研究。在双对数坐背景和目标就会混淆。B．B．Mandelbrot在提出分形标系中，指数项反

5、映的是直线的斜率，而前项系数的理论之初，已经注意到分维的非普适性或非唯一性，对数为直线的截距。直线是由斜率和截距共同决定他建议研究缝隙作为分维的一个补充。缝隙值作为的，因此，对一个分形集只研究它的分形维数是不全高阶分形特征，近年来常用于图像分析中，尤其是纹面的。分形维数只是指出了物体表面的不规则程理图像[1和医疗图像[2的分析中。本文在探讨缝度，却没有描述表面起伏的快慢。缝隙与前项系数隙值特性的基础上，利用它进行了海面运动目标的k是有关的。检测，取得了良好的效果。2缝隙的概念及计算方法基金项目：国家自然科学基金(No．60572160)资助。作者简

6、介：何四华(1979一)，男，博士研究生，主要研究方向是在分形理论中，我们常遇到诸如下面的表达式：交通信息工程及控制。E—mail：hesihua1979@163．corn(8)=k8。(1)收稿日期：2007一ll-28：修订日期：2008-01—14维普资讯http://www.cqvip.com激光与红外N。．62008何四华等基于高阶分形特征的海面运动目标检测方法603缝隙参数反映的是质量变化的快慢，实际中常用质量函数来反映缝隙量的大小。缝隙量定义式为：／l=E[(M／E(M)一1)](2)这里，M是分形集的质量；E(M)是其期望值。式(2

7、)反映的是分形集质量M的理论值与实际值的偏一一目差。缝隙参数是一个二阶统计量，因此称缝隙参数是一个高阶分形特征。当用于纹理图像时，缝隙参数反映的是纹理的疏密程度。当纹理较密时，缝隙值小；当纹理较疏时，缝隙值大。由海岸线测量理论可知：分形集的密度与测量仪器的长度有关，且服从M(L)=KL。，因此，缝隙是的函数。Voss提出用概率分布P(m，)来计算缝隙量。P(m，)是有m个点在边长为的盒子中的概率(盒子的中心可以是图像的任意点)，对任意值，有：Ⅳ∑P(m，)=1(3)(a)原始图㈣Sobel算子检测(c)分彤维检测(a)theoriginalimag

8、e(b)theresultofsobel(c)theresultoffraetal式中，Ⅳ是盒子中可能的最多点数。所以P(