[發(fā)明專利]一種結合核Fisher與多尺度提取的遙感影像道路獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210565425.8
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103034863A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 楚恒;馬歡;陳翰新;向澤君;王昌翰
• 申請（專利權）人: 重慶市勘測院
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

1.一種結合核Fisher與多尺度提取的遙感影像道路獲取方法，本方法將遙感影像中的地物分為植被、水體與建筑物陰影、裸地、建筑物和道路五大類；其特征在于，按如下步驟進行：

1）簡單地物的提取，簡單地物指植被、水體與建筑物陰影及裸地；

1.1）針對植被、水體與建筑物陰影、裸地這三類地物，分別在遙感影像中選擇上述三種簡單地物樣本數(shù)據(jù)，對樣本數(shù)據(jù)的光譜特征進行歸一化處理得到上述三種簡單地物的訓練樣本；

1.2）利用獲得的植被、水體與建筑物陰影、裸地信息的訓練樣本，依次訓練植被、水體與建筑物陰影、裸地的核Fisher分類器；

1.3）計算待分類遙感影像數(shù)據(jù)的光譜特征并進行歸一化，得到測試集；利用訓練得到的三種簡單地物的核Fisher分類器，對測試集進行分類，依次提取出植被、水體與建筑物陰影、裸地信息，剔除這三種簡單地物對道路提取的影響，得到僅包含道路與建筑物信息的建成區(qū)圖像；

2）對建成區(qū)圖像中的道路進行提取；

2.1）對道路與建筑物這兩類地物的樣本數(shù)據(jù)分別計算其光譜與紋理特征，分別得到道路與建筑物的光譜特征訓練樣本與紋理特征訓練樣本，利用這些訓練樣本訓練核Fisher分類器；

2.2）計算建成區(qū)圖像中道路與建筑物的光譜特征與紋理特征并進行歸一化處理得到測試集，利用步驟2.1）訓練獲得的核Fisher分類器對建成區(qū)圖像中的地物進行提取，剔除建筑物對道路提取的影響，得到初始道路信息1；

2.3）利用不同車道數(shù)的道路具有不同寬度這一特征對建成區(qū)進行多尺度提取，分別提取得到各種車道數(shù)的道路信息；將各車道數(shù)的道路信息合并，得到初始道路信息2；

2.4）將步驟2.2）和2.3）獲得的道路信息成果合并，利用數(shù)學形態(tài)學去除道路中的孔洞，即得到最終的道路提取效果圖。

2.根據(jù)權利要求1所述的結合核Fisher與多尺度提取的遙感影像道路獲取方法，其特征在于，第1）步和第2）步的光譜特征包括R、G、B三個波段的數(shù)據(jù)；第2）步的紋理特征包括能量特征與同質(zhì)度特征。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的結合核Fisher與多尺度提取的遙感影像道路獲取方法，其特征在于，對于2.2）步和2.3）步提取出的道路信息分別利用數(shù)學形態(tài)學與面積閾值進行處理；

數(shù)學形態(tài)學是依據(jù)非道路像素在圖像中的結構，選擇適當?shù)慕Y構元素進行數(shù)學形態(tài)學處理，將部分非道路像素與道路像素分開；面積閾值是通過選取適當?shù)拿娣e閾值去除面積過小的物體，同時濾除部分噪聲。

4.根據(jù)權利要求1所述的結合核Fisher與多尺度提取的遙感影像道路獲取方法，其特征在于，第2.3）步多尺度提取道路的方法如下：

2.3.1）將由建成區(qū)與非建成區(qū)構成的大小為????????????????????????????????????????????????的二值圖像分割為個大小為的圖像塊矩陣，建成區(qū)用“1”表示，非建成區(qū)用“0”表示；定義為對應于二值圖像的標志矩陣；統(tǒng)計每個圖像塊中“1”的個數(shù)，若其大于閾值，則可認為該圖像塊為建成區(qū)圖像塊，即，否則該圖像塊為非建成區(qū)圖像塊，即；用公式表述為：

其中，，，，，；

2.3.2）對上一步得到的建成區(qū)標志矩陣，通過選擇大小為的滑動窗口遍歷整個標志矩陣，定義為對應于建成區(qū)圖像塊標志矩陣中的道路塊標志矩陣；統(tǒng)計每個滑動窗口中“1”的個數(shù)，若其小于閾值，則可認為該圖像塊表征道路，即，否則認為該圖像塊表征建筑物，即；用公式表述為：

其中，，，為滑動窗口中判斷道路塊的閾值；

2.3.3）對于分割后的非建成區(qū)圖像塊，由于分割尺度和閾值的影響，存在部分道路塊誤判到非建成區(qū)的圖像塊中；對于此類圖像塊，采用以下方式對道路塊進行二次判斷，以保證道路提取的精度：

????若為1，則；

其中，，，“”為邏輯“與”運算；若非建成區(qū)圖像塊的窗口范圍內(nèi)存在一個或者一個以上的道路塊，則可判斷此非建成區(qū)圖像塊為道路圖像塊；

2.3.4）利用道路塊標志矩陣，對原始圖像進行提取，即可獲得該尺度的道路；定義為大小為道路效果圖像，若，則：

其中：，，；

對整個建成區(qū)采用上述方式進行多尺度提取，依次提取出含有雙車道、四車道、六車道和八車道的道路信息；

2.3.5）將各車道數(shù)的道路信息合并，再通過數(shù)學形態(tài)學和面積閾值處理，即得到多尺度提取獲得的道路信息。