[發明專利]基于決策層融合的橋梁識別方法

有效

• 申請號: 201210578412.4
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103020605A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張永梅;馬健喆;孫靜;臧淼;胥玉龍
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種信息處理技術，具體說，涉及一種基于決策層融合的橋梁識別方法。

背景技術

近年來，隨著遙感技術的空前發展，獲取遙感數據的手段越來越多，遙感數據也越來越豐富。與此同時，遙感的應用領域也在不斷地擴大和深入。隨著遙感圖像的爆炸式增長，信息提取的能力與效率已成為限制遙感應用發展的瓶頸問題。

目標識別技術是信息處理領域的重要內容，如何準確地從圖像中識別目標在各個領域具有巨大的應用價值，如軍事中敏感目標的識別、醫學圖像中病灶的識別、工業生產中零件的識別、交通運輸中自主行走車輛對障礙物的識別等。

橋梁目標作為重要的交通樞紐，其自動識別和精確定位，不論在軍用還是民用上都具有重大意義；橋梁作為人工地物是空間地理信息庫中的重要組成部分，橋梁目標的識別與提取直接影響到地物測繪的自動化水平，另外隨著城市建設的快速發展，橋梁等地物在地理數據庫中也是最容易發生變化和需要及時更新的部分；更為重要的是，當自然災害發生時，準確、及時的了解橋梁的情況非常有助于將救援物資迅速送達災區。

對橋梁識別的主要方法可以歸納為以下幾類:

1、認為橋梁的最顯著特征是一對平行線，通過在水陸分割后的圖像的邊緣上，直接尋找平行線來判斷橋梁，常用的方法是Hough變換。

2、按照目標的幾何特征、矩特征、變換特征，進行模板匹配、矩特征匹配和變換特征匹配的方法。該方法的參數的選擇對于處理的結果有很大的影響。

3、通過建立河流、道路等和橋梁關系的模型，用樹搜索的方法在圖像中尋找匹配的位置來判別橋梁。該方法適用于高分辨率的局部圖像。

4、先對圖像進行分割，然后根據先驗知識尋找潛在的橋梁目標點，或者通過聚類目標點分離出橋梁，或者通過檢查目標點所在的最小矩形，對目標進行驗證。

現有技術中與本發明最接近的比較典型的橋梁識別方法：

1、徐勝榮等人在基于知識的橋梁目標識別方法研究[J].模式識別與人工智能，1993.5(2):23-128中提出將遠距離側拍橋梁的識別過程分成低、中、高三個處理層次。低層處理時，通過原圖和梯度圖像的直方圖進行二值化，得到水域團塊基元及相應的邊緣曲線；中層處理用HOUGH變換進行線條檢測及線條關系的分析，得到假設的目標；高層處理進行“模型匹配雌理”，采用置信度的方法進行驗證。

2、HuoBioa等人在Segmentation?and?Recognition?of?Bridges?in?High?Resolution?SAR?Images[C].IEEE,2001:479-482中提出采用小波變換進行去噪和保留河流邊緣，然后采用OTSU方法進行圖像分割，對提取出來的水域進行細化操作得到河流的中軸線，即得到一些線段，再通過尋找相距比較近的線段端點來找到橋梁。

3、WuFna等人在Recognition?of?Bridges?by?Integrating?Satellite?SAR?and?Optical?Imagery[C].IEEE,2005:3939-3941中提出采用SAR遙感圖像和光學圖像結合的辦法來尋找橋梁，先在SAR圖像中找到感興趣區域，然后在光學圖像中驗證橋梁的存在。

現有技術采用單一傳感器的圖像進行橋梁目標識別，提取信息不夠全面，不能有效地利用多源圖像信息互補特征，導致目標識別率較低，具體表現為：

1、只用多光譜圖像進行橋梁識別，由于多光譜圖像分辨率較低，提取橋梁經常會出現漏報或者虛警；

2、只用SAR圖像進行橋梁識別，SAR圖像橋梁邊緣常存在斷裂現象，同時SAR圖像存在大量的噪聲，對于目標識別存在很大影響，容易造成虛警和漏報；

3、只用全色圖像進行橋梁識別，河流的灰度層次豐富，河流區域很難提取，如果不利用河流的位置來提取橋梁，計算量太大。

發明內容

本發明提供一種基于決策層融合的橋梁識別方法，采用多傳感器融合技術，綜合利用多光譜、全色、SAR圖像的互補特征進行橋梁識別，解決了單一圖像源目標識別率低的問題，有效提高了橋梁目標的正確識別率。

具體技術方案如下：

一種基于決策層融合的橋梁識別方法，包括：

步驟1，讀入多光譜圖像、全色圖像及SAR圖像，將多光譜圖像由RGB空間轉換到HSV空間，得到H、S、V三個分量；

步驟2，分別對H、S、V三個分量進行膨脹、腐蝕預處理；

步驟3，分別對H、S、V進行閾值分割；

步驟4，用8鄰域搜索去掉小面積干擾區域，得到水陸分割結果；