基于色彩空间变换的目标检测算法研究-论文.pdf

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1、第37卷2期安徽师范大学学报(自然科学版)Vl0】．37No．22014年3月JournalofAnhuiNormalUniversity(NaturalScience)Mar．2014基于色彩空间变换的目标检测算法研究程艺酷，2一，雷武虎，2，v，戴胜波，2，3。(1．脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽合肥230037；2．安徽省电子制约技术重点实验室，安徽合肥230037；3．电子工程学院，安徽合肥230037)。摘要：对高光谱遥感图像的目标进行检测，通常采用异常检测算法．异常检测算法常在检测到目标的同时出现较多大噪声点和非目标异常点，为解决这一问题提出了一种基

2、于HSV色彩空间的目标检测算法．利用背景和目标的光谱曲线特征，找到三个差异最大的特征波段子集进行平均，再进行假彩色合成并正变换至HSV色彩空间，以H分量为闽值进行目标检测．对仿真数据和真实高光谱数据进行了实验，实验结果证明了本算法的有效性．关键词：高光谱遥感；目标检测；RGB；HSV；色彩空间中图分类号：059文献标志码：A文章编号：1001—2443(2014)02—0148—04随着高光谱遥感技术的发展，高光谱图像的光谱分辨率不断提高，可以很好的区分不同目标存在的细微光谱差异，因此基于高光谱图像的目标检测技术成为遥感数据处理领域的研究热点u．2J．同时由于高光谱图

3、像的光谱可覆盖可见光到热红外波段，可以更好的利用除可见光波段以外的近红外特征进行目标识别，这一特点对于发现隐身目标尤为重要[3,4]．目标侦察通常分为两个不同的部分：搜寻(动态问题)和探测、识别与确认(静态问题)t5]．基于高光谱数据的目标搜寻与识别通常可以分为光谱异常检测和光谱匹配检测．这两者间都有着各自的局限性，光谱匹配法需建立在获取目标的先验光谱特征知识基础之上，目标和背景的先验知识通常难以获得，异常检测是在背景中搜寻与背景光谱存在很大差异的小目标，其检测结果中经常出现大噪声点以及非目标异常点，为后续的目标确认加大了复杂度和难度．然而在实际应用中需要在图像中检测

4、的目标与背景都相对单一，将这样的目标称为感兴趣目标，可以通过对已有经验数据进行分析，得到感兴趣目标和背景的光谱特征并找出其区别最为明显的波段来检测感兴趣的目标J．通过分析找出感兴趣目标与背景差异较大的三个非可见光波段子集，对每个波段子集进行平均后再进行假彩色合成，目标在RGB(红、绿、蓝)色彩空间中与背景色彩差别很大，变得容易区分．虽然RGB色彩空间符合人类的色彩感知方式，却很难在其色彩空间中找到很好的阈值来划分出目标区域，所以我们将其转换至HSV(hue色调、saturation饱和度value亮度)色彩空间，这样只需要简单设定H值就能定出阈值，就能很好地将图像中的

5、不同色调区域划分开来，得到含有目标特征的区域，称之为目标疑似区．为了达到目标识别的目的还必须通过目标匹配技术剔除目标疑似区内的伪目标．通过对仿真数据以及真实数据的实验，该方法不但减少了遍历全图的运行时间，也可以很好的剔除非目标异常点，降低了虚警率，同时也能在目标疑似区内精确找出目标，提高了检测率，证明了算法的有效性．1假彩色合成波段选择1．1目标与背景光谱特征分析波段的选取是本算法的关键，选取的主要目的是选出冗余度最小、检测效果最好的波段子集[．这就需要对特定目标和背景的光谱特征进行分析．对于背景而言，一般地物的光谱曲线是容易得到的，也可以根据地理坐标位置来判断出该地

6、区主要的地物构成，并估计出区域内的背景光谱曲线特征．对于目标而言，在检收稿日期：2013—1O一10基金项目：安徽省自然科学基金(070415217)．作者简介：程艺吉li(1989一)，男，安徽芜湖人，硕士研究生，研究方向为光电信息处理；雷武虎(1965一)，河北无极县人，教授，博士．主要研究方向为光电信息处理．引用格式：程艺蘸，雷武虎，戴胜波．基于色彩空间变换的目标检测算法研究[J]．安徽师范大学学报：自然科学版，2014，37(1)：148—151．37卷第2期程艺韶，雷武虎，戴胜波：基于色彩空间变换的目标检测算法研究。149测之前是有一定目标的，可以通过已有先

7、验知识找到感兴趣目标反射最高的波段区间，或吸收强烈的波段区间，进而估算出目标的光谱曲线．在军事目标检测中，大部分目标都有一定的隐身功能，但主要集中在可见光波段，极少有目标能在红外波段进行隐身，更不可能在全电磁波段进行隐身，这就使得高光谱发现隐身目标成为可能，而且军事目标的分布也有其一定规律，绿色的车辆和军装总是隐藏在绿色的森林或草地中，棕色的篷布总是隐藏在枯叶或山石地中．因此本算法的波段选取主要集中在可见光外的其他波段．1．2伪彩色合成波段选取根据不同的环境和先验知识获得目标和背景的大致光谱曲线后．首先将这两条谱线相减，搜索其中差值最大的波段，定为波