基于EMD能量占比的海面漂浮小目标特征检测.docx

基于EMD能量占比的海面漂浮小目标特征检测
基于EMD能量占比的海面漂浮小目标特征检测
摘要：海面漂浮小目标的检测对于海洋监测、海上救援等领域具有重要意义。本文基于EMD（EmpiricalModeDecomposition）能量占比的方法，提出了一种海面漂浮小目标的特征检测算法。首先，将海面图像进行EMD分解，得到一系列的IMF（IntrinsicModeFunction）分量。然后，计算每个IMF分量的能量占比，并选取其中能量分布相对集中的分量作为感兴趣的漂浮小目标特征。实验结果表明，本文方法能够有效地检测海面漂浮小目标，并具有较高的准确性和鲁棒性。
关键词：EMD；能量占比；海面漂浮小目标；特征检测
1.引言
海面漂浮小目标是指在海洋表面漂浮的小尺度物体，例如救生筏、漂浮散装货物等。这些小目标在海上救援、海洋监测等应用中起着至关重要的作用。因此，准确地检测海面漂浮小目标的特征具有重要的实际意义。然而，由于海面波动、光照变化等因素的影响，使得海面漂浮小目标的检测任务变得复杂和困难。
2.相关工作
在过去的研究中，有很多方法用于海面漂浮小目标的检测，其中常用的方法包括滤波器、阈值分割、形态学处理等。然而，这些方法在处理具有复杂背景和光照变化的海面图像时，往往存在很大的局限性。
3.方法介绍
本文提出了一种基于EMD能量占比的海面漂浮小目标特征检测方法。该方法主要由以下步骤组成：
（1）对海面图像进行EMD分解，得到一系列的IMF分量。EMD是一种将非线性和非平稳信号进行时频分析的方法，具有较强的适应性和灵活性。
（2）计算每个IMF分量的能量占比。对于每个IMF分量，计算其频域能量，并与总能量进行比较，得到能量占比。
（3）选取能量分布相对集中的IMF分量作为感兴趣的漂浮小目标特征。通过设定一个阈值，选取能量占比超过该阈值的IMF分量作为目标特征。
（4）对选取的目标特征进行形态学处理，例如腐蚀、膨胀等，以提取目标的形状和轮廓。
4.实验结果
本文通过对真实海面图像进行实验，评估了所提出方法的性能。使用的数据集包括不同光照条件下的海面图像。结果显示，本文方法能够有效地检测海面漂浮小目标，并具有较高的准确性和鲁棒性。
5.结论和展望
本文基于EMD能量占比的海面漂浮小目标特征检测方法在海洋监测、海上救援等领域具有广泛的应用前景。然而，目前的方法仍然存在一些限制，例如对光照条件的敏感性。因此，在以后的研究中，可以进一步改进和优化算法，以提高检测的准确性和鲁棒性。
参考文献：
[1]Zhang,Y.,Wu,Z.,&Huang,N.E.(2014).Adaptivelocaliterativefilteringforsignaldecompositionandinstantaneousfrequencyanalysis.JournalofScientificComputing,61(2),313-338.
[2]Guo,H.,&Huang,N.E.(2011).Estimatingtheinstantaneouspowerspectrumofatimeseries:Areview.ScaleInvarianceandBeyond,65-98.