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电子信息图像处理在船舶目标识别中的应用研究
摘要:电子图像技术由于计算机和电子图像处理技术的飞速发展,应用范围越来越广,已成为一种具有广阔前景的科学技术。在国防、公安和交通管理等领域得到了广泛运用。电子信息影像能够在白天和黑夜保持工作状态,不受曝光影响,即使在下雨、雾霾等恶劣天气下仍能正常工作,因此备受关注。为了大幅提高国家的海上运输管理水平和保障海域安全,对整个海域进行强化监管非常重要。因此,船舶目标识别工程是利用电子信息图像处理和卫星等先进技术,准确识别行驶于海域中的船舶的关键技术。为了进一步加强监管,需要进行精确的船舶目标识别。本文简要分析了船舶目标识别的基本状况和未来发展趋势,并从多个角度探讨了电子信息图像在船舶目标识别中的应用价值,以提高我国海上船舶导航管理能力。
关键词:电子信息图像;船舶目标识别;实际应用
引言
随着科学技术的快速发展,特别是计算机和电子图像处理技术的迅速进步,电子图像技术的应用越来越广泛,已经成为一种具有很大发展前景的科技。在国防、公安和交通管理等领域,电子图像技术已经得到了广泛应用。电子信息影像具有不受时间和环境限制的优势,即使在恶劣天气条件下也能够工作,因此备受关注。为了提高海上运输管理水平并保障海域安全,加强对整个海域的监管至关重要。而船舶目标识别工程,利用电子信息图像处理和卫星等前沿技术,准确识别在海域中行驶的船舶,是强化海洋监管的有效手段之一。
一、船舶目标识别的运用情况及其未来发展
在海洋监督和控制船只的过程中,船只目标的识别是其中最重要和基础的部分。船只目标识别技术经历了相当长的发展过程,现已形成比较成熟的技术。目前,最常用且最成熟的技术是红外成像和遥感技术。其中,红外成像技术已经发展到了相当成熟的地步,是一种非常传统和方便的无接触技术,核心是红外成像。红外线成像波长超过0.78μm,可以通过使用专门的红外光来测量自己与周围环境的红外光的差异,从而获得红外光的差异,形成一幅图片。这种技术抗干扰性和隐蔽性都很出色,即使在白天或大雾、下雨等能见度差的情况下也可以使用。
遥感技术是另一种常用的船只目标识别技术,与红外成像技术相比,在图像分辨率和精度方面都更理想。工作人员可以利用这种技术获取更多船只相关信息,为各种管理方案和决策提供数据,帮助调度海洋作业中的船只。遥感技术还具有其他优点,例如较好的分辨率和与人类类似的感知能力。它可以检测出一些电子雷达难以检测或可能漏检的物体,如不属于金属材料或位于船只表面或船只表层涂料内部的物体。
二、电子信息图像处理技术在船舶目标识别中的现实应用
(一)图像的分割
在船舶目标识别中,图像分割是非常重要的一步,它可以将目标从背景中分离出来,从而更好地进行分析、分辨和了解。对于图像分割来说,需要注意以下几个问题:首先,划分得到的目标应该是均匀和连通的;第二,相邻的划分区域在选择的对象上具有显著的差异;第三,被划分的对象确保了区域的边界更加规则,并且在保持了较高的位置精度的情况下,可以获得更高的位置。图像分割的科学化和正确化,以及图像质量的好坏,都会直接影响到舰船对象识别的准确度和实际效率。在进行图像分割时,需要按照相关规则进行完整的划分,并确保所划分的区域之间不存在相互叠加的情况。此外,需要具备唯一性和平衡性等特点,唯一性是指被分割的图像都有着唯一性的特点,与周围的图像或者周围的区域有着明显的不同;平衡性则是指被分割的图像之间都存在着某种一致性,比如灰度一致等等。目前,应用较为广泛的图像分割方法主要有四种:阈值化分割方法、利用影像的空域和光谱信息进行影像的划分、边缘检测方法和影像分类法。其中,基于阈值获得的图像分割方式是最切实可行和最常用的方法。阈值化方法可以利用直方图确定目标与背景的灰度突变位置,并将阈值固定在该位置。在处理对象与背景反差非常大的景物时,这种方法有着非常显著的优点,并且可以使用闭合或者连通的边界来定义没有重复的区域。因此,在海上船舶目标识别中,采用门限方法进行图像分割是最显著的优点,也是最切实可行的方法。
(二)图像的识别
经过目标切割后,可以使用模板匹配或人工神经网络进行对象识别。近年来,人工神经网络因其抗干扰能力优秀、容错率高、自我学习能力强、识别速度快、自适应能力强等优点,受到越来越多人的重视。虽然单个神经元的作用受限,但由大量神经元构成的网络化体系却表现优异。线性系统本身也有很多限制,使得只使用线性系统进行模拟的仿真模型与真实情况差别很大,因此,利用人工神经网络的非线性特性优势可以更好地模拟实际情况。当一个已被学习或相似的刺激被加入后,它会根据权重矩阵自动生成相应输出。在竞争和抑制学习的过程中,这一模型将处理单元划分为多个竞争池,不同竞争池之间也有激励连接,一般为双向。同一池的每个单元也始终相连,对于这个池里的所有其他单元,当外界刺激不同池的一个或多个单元时,将有效激活各个池里相互连接最为理想的一组单元,实现输入目标图片和一致目标模板的匹配,从而完成目标识别。
(三)特征的提炼
将电子信息图像技术应用于舰船目标识别时,最重要的一个步骤就是对图像中的特征进行提取。这个步骤的主要作用是在大型遥感影像中准确选择具有最大参考价值的特性。除此之外,从这些特征中提取出最重要的信息,可以有效压缩相关数据。这样,在实际工作过程中,工作人员可以大大提高图像识别、处理和分析流程的效率,同时也可以减少相关工作人员的工作量。这有助于工作人员实时掌握海洋中所有船舶的行驶情况,并给出预测性的对策,从而更有效地提高船舶行驶的安全性。
三、结束语
目前,监视和控制海上船只是最迫切和最重要的技术之一。船只目标识别技术是实现这一目标的基础和关键,也是最广泛应用的一种技术。它不仅可以在海上船只高速行驶时准确地捕获相关信息,还可以大大提高获取情报的速度和准确性。这对于加强我们的海防、海上救援和打击非法捕捞等任务都非常有益。因此,本文简要介绍了我国的电子信息图像技术,并在此基础上从图像分割等角度探讨了电子信息图像技术在船只目标识别中的应用。这对于提高船只识别能力具有重要作用和价值。
参考文献:
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[3]陈先桥,李欢,杨英,等.一种基于视频图像处理的船舶走锚识别方法:,CN107292917A[P].2017.
(作者单位:山东拓新电气有限公司)