2013开发竞赛ENVI/IDL组作品欣赏——“伪装目标识别系统”

作品单位：安徽师范大学  国土资源与旅游学院

小组成员：朱道也、徐刘恒、侯婉、胡鑫

指导教师：麻金继

获奖情况：三等奖

视频地址：http://v.youku.com/v_show/id_XNjMxMTIzODUy.html

一、系统概述

在目标的伪装以及雨雪大雾天气下，很难辨别出物体，本系统针对在雨雪大雾天气和勘测中对伪装目标的识别的需要，设计出的一个基于遥感的伪装目标识别系统，实现雨雪大雾天气的导航，增加可视性范围，勘测中对伪装目标的识别。

系统利用偏振成像技术和偏振图像处理基本原理，利用IDL和C++混编实现了诸多偏正图像的数字图像处理的功能。并通过多种数学模型的图形处理效果的比较技术，开发了伪装目标识别系统，用于偏振图像处理。

二、系统设计框架

系统设计框架如下图所示，图像处理包含偏振图像处理和基于数学模型图像处理： 

图1 系统设计框架

三、系统功能设计

1. 系统主界面

图2 系统主界面 

2. 偏振图像处理

包含了考虑暗电流和不考虑暗电流两种情况：

（1）考虑暗电流

包括输入图像、结果输出、暗电流计算和帮助四个功能。可进行暗电流和三种偏振图像的输入；合成强度图（I），直线偏振光分量（Q），直线偏振光分量（U），偏振度图，偏振角图以及保存当前图像的结果的输出。

 

图3 考虑暗电流 

（2）不考虑暗电流

包括输入图像、结果输出、图像拉伸、图像去噪、帮助等功能。能进行三种偏振图像的输入；合成强度图（I），直线偏振光分量（Q），直线偏振光分量（U），偏振度图，偏振角图，以及保存当前图像的输出等结果的输出；图像拉伸；图像去噪等处理。

图4 不考虑暗电流

3. 基于数学模型的图像处理

该模块里面包含输入原图像、图像显示、图像增强、图像复原、图像变换、图像编码、显示直方图，图像配准、运动检测、特征提取、图像分割、图像识别和保存并输出图像功能。

 （a）60度偏振图像                  （b）经过小波变换处理

图5 小波变换结果

下图是基于数学模型的图像处理，通过多种数学模型的处理对比，得到更佳的识别效果：

 

图6 读入原图

 

图7 Floyd-Steinberg抖动显示结果

四、系统特点

1）系统基于偏振成像技术和偏振图像处理基本原理，利用IDL和C++混编实现了诸多偏正图像的数字图像处理的功能；

2）系统界面清晰简洁，利用简单的菜单栏、工具栏和图像显示窗口来完成复杂的偏振图像处理，界面清晰简洁；

3）系统偏振图像处理功能全面；通过系统处理的图像更易获得用户所需的信息，利用这些信息可以识别和区分在普通图像中难以辨别的物体，更好地实现图像的具体化处理分析。例如：快速得到去暗电流效果图等；

4）运用数学模型处理图像的理念。系统借助构建数学模型的方法来实现图像的处理，充分运用数学遥感学知识。通过C++构建多种数学模型对图像进行处理，然后对结果进行比较分析，实现伪装目标的识别。