(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210497091.9 (22)申请日 2022.05.09 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市麓山 南路932号 (72)发明人 吴立新　齐源　毛文飞　 (74)专利代理 机构 长沙欧诺专利代理事务所 (普通合伙) 43234 专利代理师 欧颖　陈伟华 (51)Int.Cl. G06V 20/20(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/74(2022.01) (54)发明名称 一种野生动物遥感识别方法及装置 (57)摘要 本发明首先提供一种野生动物遥感识别方 法， 包括如下步骤： 步骤S1、 构建野生动物偏 振红 外热像特征库； 步骤S2、 获取观测区的多观测角 度偏振红外热像数据； 步骤S3、 对观测区偏振红 外热像数据进行数据预处理， 提取潜在野生动物 个体的多观测角度偏振红外热像； 步骤S4、 将提 取的潜在野生动物个体的多观测角度偏振红外 热像与野生动物偏振红外热像特征库进行匹配， 识别野生动物个体。 本发明还相应提供一种野生 动物遥感识别装置。 本发明提供的基于偏振红外 特征的野生动物识别方法及装置， 能够提升野生 动物种群数量调查的效率与可靠性。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114898238 A 2022.08.12 CN 114898238 A 1.一种野生动物遥感识别方法， 其特 征在于， 所述方法包括如下步骤： 步骤S1、 构建野生动物偏振红外热像特 征库； 且步骤S1具体包 含以下步骤， S1.1、 确定所需识别的野生动物类别， 记为Ai， 其中i取自然数； S1.2、 在标准条件下， 以待测野生动物为观测对象， 采集不同性别、 不同年龄段的某类 别野生动物 Ai在不同姿态、 不同天顶角、 不同方位角的不同偏振角度的偏振红外热像； S1.3、 基于步骤S1.2 获取的偏振红外热像， 获取野生动物Ai的多维偏振 红外特征， 构 建 野生动物 Ai的偏振红外热像特 征库； 所述多维包括性别、 年龄段、 姿态、 天顶角和方位角； 本步骤中， 基于待测野生动物不同 偏振角度的多维偏振红外热像， 求取St okes矢量值{I， Q， U}并进 行自定义组合， 利用得到的 红外强度图像I、 两类线偏振度图像Q和图像U进 行图像增强和图像融合， 得到红外偏振融合 增强图像， 据此提取野生动物 Ai的多维偏振红外特 征； S1.4、 重复步骤S1.2和步骤S1.3， 构建包含待识别的全部野生动物类别的偏振红外热 像特征库； 步骤S2、 获取观测区的多观测角度偏振红外热像数据； 步骤S3、 对观测区偏振红外热像数据进行数据预处理， 提取潜在野生动物个体的多观 测角度偏振红外热像； 且步骤S3具体包 含以下步骤， S3.1、 根据所获取的不同偏振角度的偏振图像， 求取Stokes矢量值{I， Q， U}并进行自定 义组合， 利用获取的红外强度图像和线偏振度图像得到抑制光照角度影响的红外偏振增强 图像， 并将其与红外强度图像进行融合得到红外偏振增强融合图像； S3.2、 基于图像分割获取红外偏振增强融合图像中潜在的野生动物个 体； S3.3、 基于步骤S3.2获取的潜在野生动物个体， 从多观测角度红外偏振增强融合图像 中获取不同天顶角和不同方位角的潜在野生动物个 体的偏振红外热像； 步骤S4、 将提取的潜在野生动物个体的多观测角度偏振红外热像与野生动物偏振红外 热像特征库进行匹配， 识别野生动物个 体。 2.根据权利要求1所述的野生动物遥感识别方法， 其特征在于， 步骤S1.2中所述不同姿 态包括行 走、 奔跑、 站立、 攀 爬、 躺卧和飞行中的两种或以上。 3.根据权利要求1所述的野生动物遥感识别方法， 其特征在于， 步骤S1.2中所述不同天 顶角是指0～90 °范围内等步距的各个角度， 优选所述天顶角中的步距为2.5～10 °， 更优选 为5°。 4.根据权利要求1所述的野生动物遥感识别方法， 其特征在于， 步骤S1.2中所述不同方 位角是指0～360 °范围内等步距的各个角度， 优选所述方位角中的步距 为5～30°， 更优选为 10°。 5.根据权利要求1所述的野生动物遥感识别方法， 其特征在于， 步骤S2中包括根据观测 区地形特征、 下垫面类型、 植被疏密程度合理设计搭载平台、 运动模式与拍摄方式； 具体包 括在植被茂密区或地形复杂区域适当增加拍摄重复度和减小拍摄距离， 而在平坦区域和植 被稀疏区域适当降低拍摄重复度和增加拍摄距离； 本步骤中优选使用无人机作为搭载平 台， 并设计至少一条合理的无人机运动路线和拍摄方式， 再执行飞行任务并采集观测区多 观测角度偏振红外热像数据。 6.根据权利要求1～5中任意一项所述的野生动物遥感识别方法， 其特征在于， 在步骤权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114898238 A 2S3中， 进行数据预 处理时， 充分考虑日间和夜间数据的差异 性， 得到不受光照角度影响的红 外偏振增强图像； 步骤S3.2中， 优选利用野生动物偏振红外热像与环境背景之间的不连续 性及目标面积特性， 先使用双窗滤波器分割 出候选目标， 再利用面积 阈值滤除目标大小明 显不合理的候选目标， 得到潜在的野生动物个 体。 7.根据权利要求1～5中任意一项所述的野生动物遥感识别方法， 其特征在于， 步骤S4 具体包含以下步骤， S4.1、 基于步骤S3获取的不同天顶角和不同方位角的潜在野生动物目标的偏振红外热 像， 获取潜在野生动物个 体的多观测角度偏振红外特 征； S4.2、 将获取的潜在野生动物个体的多观测角度偏振红外特征输入野生动物偏振红外 热像特征库进 行匹配， 根据野生动物偏振红外热像特征库中的特征对应关系识别野生动物 个体的类别、 性别和年龄段。 8.根据权利要求7所述的野生动物遥感识别方法， 其特征在于， 步骤S4.2中， 若该个体 无法与野生动物偏振红外热像特征库进行匹配， 则将该个体目标视作非野生动物， 或视作 新的物种以备后续研究和验证。 9.一种野生动物遥感识别装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 数据获取模块(101)， 用于获取观测区的偏振红外热像数据； 预处理模块(102)， 用于处理获取的观测区偏振红外热像数据， 得到潜在野生动物目标 的多观测角度的偏振红外信息； 野生动物识别模块(103)， 用于将输入的潜在野生动物个体的多观测角度偏振红外特 征与野生动物偏振红外热像特征库进 行匹配， 识别该野生动物个体是否为特征库中的野生 动物， 以及野生动物的类别、 性别和年龄段； 存储模块(104)， 用于存 储野生动物偏振红外热像特 征库。 10.一种计算机设备， 包括存储器、 控制器和处理器， 所述存储器存储有计算机程序； 所 述控制器按照输入的搭载平台的运动模式和拍摄方式， 控制搭载平台和设备执行拍摄任 务， 优选搭 载平台和设备分别为无 人机和偏振红外相机， 并实现无线信号传输； 所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤： 根据所获取的不 同偏振角 度的红外偏振图像， 求取Stokes矢量值{I， Q， U}并进行自定 义组合， 利用获取的红外强度图像和线偏振度图像得到抑制光源角度影响的红外偏振增强 图像， 并将其与红外强度图像进行融合得到红外偏振增强融合图像； 基于图像分割获取红外偏振增强融合图像中潜在的野生动物目标个 体； 从红外偏振增强融合图像中获取不同天顶角和不同方位角的潜在野生动物个体的偏 振红外热像； 获取多观测角度的潜在野生动物个 体的偏振红外特 征； 将获取的野生动物个体的多观测角度偏振红外特征输入野生动物偏振红外热像特征 库， 根据野生动物偏振红外热像特征库中的特征对应关系识别野生动物的类别、 性别和年 龄段。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114898238 A 3