第2卷第4期 智能系统学报 Vol.2№4 2007年8月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Aug.2007 基于光学图像的舰船航迹检测 王彦杰，汪增福 (中国科学技术大学自动化系，安徽合肥230027) 摘要：舰船航迹检测在海上交通管制和军事领域中有着广泛的应用前景.现有的航迹检测方法大都基于SAR图 像，信息不直观而且算法复杂.提出了一种新颖的基于光学图像的航迹检测方法.首先利用纹理分析方法判断待检 测区域中是否含有航迹，然后在通过判断的区域中使用条纹增强算法，凸现航迹特征，最后使用Radon变换检测航 迹，并对结果进行了优化.与现有的检测方法相比，该方法针对性强，复杂度低.使用该方法对实际航拍图片进行了 检测实验，取得了很好的效果. 关键词：航迹检测：Radon变换：纹理分析 中图分类号：TP391.41文献标识码：A文章编号：16734785(2007)04004606 Ship wake detection using optical images WANG Yamjie,WAN G Zeng fu (Department of Automation,University of Science and Technology of China,Hefei 230027,China) Abstract:Ship wake detection has a broad range of applications in marine traffic control and national securi- ty.Current methods were developed based on SAR(Synthetic Aperture Rodar)images.As a result they have two significant disadvantages:the information is not intuitive and the corresponding al gorithms are relatively complex.This paper proposes a novel ship wake detection method based on optical images. Firstly,it judges whether there are ship wakes through texture analysis.Then it uses a stripe enhance- ment algorithm to enhance the characteristics of a ship wake.Finally,it applies Radon transform to detect ship wakes and optimizes detection results.Compared with existing methods,the proposed method is more appropriate for the task and has lower complexity.The method was tested on pictures with wakes and demonstrated effective wake detection. Key words ship wake detection:Radon transform:texture analysis 舰船检测在海上交通管制和军事领域中起着重性特征检测航迹.为了提高检测的精度、适应航迹的 要的作用.舰船在航行时，航迹可达几千米甚至几万 幅度变化，Du21和Copeland!1分别提出了基于滑窗 米，其特征远比舰船本身明显，因此利用航迹检测舰 Radon变换和局部Radon变换的检测方法；为了克 船有时比直接检测舰船本身更加有效可行」 服背景噪声同时保留完整的航迹信息，Kuo提出 现有的航迹检测方法大都是基于SAR图像的. 了应用小波分解重构航迹的检测方法，这些算法均 由于航迹在SAR图像中呈现出明显的线性特征，因 取得了较好的检测效果， 此检测方法以对线性特征敏感的Radon变换为主. 但是，基于SAR图像的航迹检测方法有一些方 但是直接利用Radon变换进行航迹检测效果并不 法本身所导致的不可避免的缺点.例如，Tunaley!s) 太好，所以不断地有改进的算法被提出.为了能够在 提到SAR图像本身有时候会呈现易于和航迹特征 沿海和多岛屿的海面区域进行航迹检测，Eldhu 相混淆的线性特征.其他人1，也提到由舰船本身 set提出了一种方法，该方法首先利用数字地图提 产生的信号会对航迹信号产生影响.在进行航迹检 供的信息去除SAR图像中的陆地部分，而后利用线 测时，必须先检测出舰船的位置，将其用背景色替换 后才可进行航迹检测，这些缺点的存在增加了检测 收稿日期：200612-18. 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net第 2 卷第 4 期 智 能 系 统 学 报 Vol. 2 №. 4 2007 年 8 月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Aug. 2007 基于光学图像的舰船航迹检测 王彦杰 ,汪增福 (中国科学技术大学 自动化系 ,安徽 合肥 230027) 摘 要 :舰船航迹检测在海上交通管制和军事领域中有着广泛的应用前景. 现有的航迹检测方法大都基于 SAR 图 像 ,信息不直观而且算法复杂. 提出了一种新颖的基于光学图像的航迹检测方法. 首先利用纹理分析方法判断待检 测区域中是否含有航迹 ,然后在通过判断的区域中使用条纹增强算法 ,凸现航迹特征 ,最后使用 Radon 变换检测航 迹 ,并对结果进行了优化. 与现有的检测方法相比 ,该方法针对性强 ,复杂度低. 使用该方法对实际航拍图片进行了 检测实验 ,取得了很好的效果. 关键词 :航迹检测 ;Radon 变换 ;纹理分析 中图分类号 : TP391. 41 文献标识码 :A 文章编号 :167324785 (2007) 0420046206 Ship wake detection using optical images WAN G Yan2jie ,WAN G Zeng2f u (Department of Automation , University of Science and Technology of China , Hefei 230027 , China) Abstract :Ship wake detection has a broad range of applications in marine traffic control and national securi2 ty. Current met hods were developed based on SAR (Synt hetic Apert ure Rodar) images. As a result they have two significant disadvantages : t he information is not int uitive and the corresponding algorit hms are relatively complex. This paper proposes a novel ship wake detection met hod based on optical images. Firstly , it judges whet her there are ship wakes t hrough text ure analysis. Then it uses a stripe enhance2 ment algorit hm to enhance t he characteristics of a ship wake. Finally , it applies Radon transform to detect ship wakes and optimizes detection results. Compared wit h existing met hods , t he proposed method is more appropriate for t he task and has lower complexity. The met hod was tested on pict ures with wakes and demonstrated effective wake detection. Keywords :ship wake detection ; Radon transform ; text ure analysis 收稿日期 :2006212218. 舰船检测在海上交通管制和军事领域中起着重 要的作用. 舰船在航行时 ,航迹可达几千米甚至几万 米 ,其特征远比舰船本身明显 ,因此利用航迹检测舰 船有时比直接检测舰船本身更加有效可行. 现有的航迹检测方法大都是基于 SAR 图像的. 由于航迹在 SAR 图像中呈现出明显的线性特征 ,因 此检测方法以对线性特征敏感的 Radon 变换为主. 但是直接利用 Radon 变换进行航迹检测效果并不 太好 ,所以不断地有改进的算法被提出. 为了能够在 沿海和多岛屿的海面区域进行航迹检测 , Eldhu2 set [1 ]提出了一种方法 ,该方法首先利用数字地图提 供的信息去除 SAR 图像中的陆地部分 ,而后利用线 性特征检测航迹. 为了提高检测的精度、适应航迹的 幅度变化 ,Du [2 ]和 Copeland [3 ]分别提出了基于滑窗 Radon 变换和局部 Radon 变换的检测方法 ;为了克 服背景噪声同时保留完整的航迹信息 , Kuo [ 4 ] 提出 了应用小波分解重构航迹的检测方法 ,这些算法均 取得了较好的检测效果. 但是 ,基于 SAR 图像的航迹检测方法有一些方 法本身所导致的不可避免的缺点. 例如 , Tunaley [5 ] 提到 SAR 图像本身有时候会呈现易于和航迹特征 相混淆的线性特征. 其他人[1 - 4 ] 也提到由舰船本身 产生的信号会对航迹信号产生影响. 在进行航迹检 测时 ,必须先检测出舰船的位置 ,将其用背景色替换 后才可进行航迹检测. 这些缺点的存在增加了检测