的感兴趣 区域 图像压 缩 ］ 。 感兴趣 区域 自动识 别 ，算法很 多，但是 大部分算 法复杂 ，不适合硬件实现和实 时识别 。空间图像 有其特殊性 ，空间 目标 完全 “ ”于背景上面 ，与背景 的灰度值几乎没 有过渡 ，没有连续性 ，差距很大 ；而空 间 目标 内部 的灰度值变换平缓 ，背景 浮
下 的太空图片进行 了仿真 ，算法仿真结 果表 明：在 不同的太 空背景情况下 ，该算法均可 以准确地识别载人飞船的所在 区域。 关键 词：空间 目标成像；边缘检测；分水岭 ；感兴趣 区域 中图分类号：Ｔ ７ Ｐ５ 文献标识码 ：Ａ 文 章编 号：１ ７－ ２ ９（０ ２ ４ ０ ２ － ６ ６ ３ ２ １ ２ １ ）０ － ０ １ ０
收 稿 日期 ：２ １ －０ －２ ００ １ ０ 作者简 介：刘鸿飞 （９ ９ ，男 ，博士 ，讲师 ，主要研究方 向为空 间图像压缩 的工程应 用设计 。 １ ７ 一）
２１
区域 的灰度值更是如 此，是一种典 型的阶梯形边缘 。这样 的图像特征 ，非常有利于边缘提取算子 的使 用。
１边 缘提 取算 法
［ —， １ Ｚ ＋） １ １ ｆｘ ｌ 一） ２ — ） ． １ － ） 门 １ ） ， ＋ ＋ １ ， ＋ ＋ ， ） （－ ， １ ＋ 卜［ ｙ ＋， １ ， ＋ ＋ ， １ ｙ ］ （） ４
边缘检测 是图像 处理与识 别中最 基础 的内容 之一 ， 常用 的梯度能量边缘检测器有 ： ｏ ｅ 检测器、 ｒｗｉ 检测器、 ｏ ｅ ｓ Ｓｂｌ Ｐｅ ｔ ｔ Ｒ ｂ， 检测器 、Ｌ ｐａｉｎ ｆ ｕｓ ｎ检测器 、零交叉检测器、Ｃ ｎ ｙ检测器 等。 ａ ｌ ａ ａ ｃ ｏ Ｇａ ｓ ａ ｉ ａｎ
１１ ｏ ｅ边缘检 测算子 ．Ｓ ｂ ｌ
Ｓ ｅ算 是 种 方向 分 局 平 相 合的 法， 算 以ｆ ｘＹ 为中 的３３ 邻 上 别 算衍 １ 方 ｏ ｌ 子 一 将 差 和 部 均 结 方 该 子 （，） 心 ｘ 的 域 分 计 ｂ ］ ｙ
向的偏导数 ，其计算模板如表 １ 所示 ，左边为 ｘ方 向的计算模板 ，右边为 Ｙ方 向的计算模板 。
图 １ ｎ ． ＡＭ 拍摄 的 国际 空间 站 ｉ Ｍｉ Ｃ
Ｆ ｇ ｈ ｈ ｔ ｆ ｎ ｅ ａ ｉｎ ｌ ｐ ｃ ｔ ｔ ｎ ｉ ．１ ｅｐ ｏ ｏ ｏ ｔｍ ｔ ａ ａ ｅ Ｓ ａｉ ｔ Ｉ ｏ Ｓ ｏ
但 是由于 图像／ 视频 数据 的海量性、星上能耗 的有 限性 、数传信道 的窄带性 、过 境时间的局限性 等因素 限制 ，图像／ 视频 数据 的下传 ，成为人 们获取空 间图像／ 视频 的瓶颈 之一［。因此 ，在满足人类视觉观感 的情 况 ，如何尽可能减少空 间图像 的 ２ １
表 １ ｏ ｅ 算子边缘检 测模 板 ｂｌ Ｓ
０ １ ２ ． ２ ． １ ０
．
１
Ｏ
ｌ
— ｌ
Ｏ
１
—
２
— １
Ｏ
Ｏ
１
２
ｘ方向模板
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｙ方向模版
Ｄ
＝
ｘ
ｂ（＋ ｙ １ ２ ＋， ／ １ ＋１ 【 ｌ —）２ 一，）／ １ ＋１ ｒ ｔ —） ， １ ｘ ＋ ． ＋， 】一， ， １ １ 十 一， １ 力＋ ） — ｙ ＋ ］ ） ］
第３ ３卷 第 ４期
２１ ０ ２年 ４月
湖南科技学院学报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｍａ ｉ ｅ ｓ ｙ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ ｒ ａ ｏ Ｈｔ ｎＵｎ ｖ ｒ ｉ ｆ ｉｎ ｅａ ｄＥ ｇｎ ｅｉ ｇ ｔ Ｓ
、 ．３Ｎｏ４ ｂ１ ． ３ Ａｐ ２ ２ ￣ ０１
０ 引言
随着空 间技术 的发展 ，人类在太空 的活 动越 来越频繁 ， 目前在 太空飞行 的人造地球卫星就达数百颗 ，还有无数 的废弃 卫 星、太空垃圾等 ，这 些飞行器在 太空运行 的实 际现场情景 ，为人 民越来越好奇 。人们 已经利 用小卫星对 空间站 或其他 目标
卫 星进 行观测 ，小卫星 围绕轨道 飞行器 完成精确的机动和观测 ，拍摄 了大量 的不 同角度 、不 同距离 的宇宙 飞船飞行情景 。 ”
数据量 ，成为一项急需解决 的研究课题 。总所周知 ， 对于太 空图像 ， 人们感兴趣 的并不是整幅 图像 ， 而只是 图像上 的一部分 ， 即卫星／ 飞船所在 区域。可 以考虑 ，将感兴趣 区域（ ｅ ｉ ｓｏ ｔ ｅｔ Ｒ ｇｏ ｆｉ ｅ ｓ，ＲＯ ） ｎ ｎｒ １ 和非感兴趣 区域 区别对待 ，以不同的压缩比分别
空 间 目标 成像 的感兴趣 区域 自动识别方法研 究
刘鸿 飞
（ 漳州师范学院 物 电系，福建 漳州 ２ ０ ８ ） ０ ０ ３ 摘 要：图像数据 量的海量性成 为人们获取 空间图像 的重要瓶 颈之 一。感兴趣 区域优 先编码 方式可 以选择性地压缩 、传
播人们 关心的 区域 图像 ，从 而降低 了数据传输 量。本文在研究 了空间 目标特殊性 ，提 出 了基 于边缘检测＋ 分水岭算法的感兴 趣 区域 自动识别方法 ，在太空运行 时可 以实时地 自动识 别航 天员和飞船 所在 区域，而且 算法有运 算量低 、易于硬件 实现等特 点 ，为 下一 步的感兴趣 区域编码做 出了必要 的准备 工作 。文 中考虑到 不同背景对感兴趣 区域识别 的影响 ，并对各种背景情况
进行压缩 ，以获取 不 同的压缩效果 。 感兴趣 区域优先编码 的图像压缩方法 ，选择性地 优先编码／ 人们感兴趣 区域 的图像数据 ，从 而可 以以较少数据量 ， 传输 得到更高 的感兴趣 区域图像质量 ，显著提高 了图像 的主观感 受质量 ，很好地满足了空间图像数据压缩的要求。
感兴趣 区域图像 编码方式 的前提 ，是预先指定感兴趣 区域 。 是 ，在太空运行时 ，无法确保空间 目标只能在图像的某个 但 区域出现 ，这样 ，必须对 图像进行实 时分析 ，自动识别感兴趣 区域 ，然后再进行感兴趣 区域图像 编码 ，从 而实现 了空间 目标