[發明專利]遙感影像的道路中線自動提取方法

有效

• 申請號: 201310187520.3
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103258203A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 胡翔云;李怡靜;張劍清
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種遙感影像的道路中線自動提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，輸入原始遙感影像數據，分割為若干區域；

步驟2，通過對步驟1所得各區域進行形狀指數分析，判斷道路區域，并生成二值道路影像；

步驟3，從二值化道路影像中探測道路中線，并跟蹤道路中線，獲取道路基元；

步驟4，通過道路基元編組獲得自動提取結果，包括以下子步驟，

步驟4.1，根據步驟3所得道路基元建立初始的道路基元連接矩陣，

設道路基元連接矩陣記為A，A為二維對稱矩陣，矩陣元素為對應兩個道路基元的連接概率，矩陣元素計算公式如下，

其中，道路基元個數為n+1，u的取值為0,1,…n，v的取值為0,1,…n，θu、θv分別為道路基元所在線段lu與lv的中點連線與lu、lv所形成的夾角，α是線段lu與lv之間的夾角，g是線段lu與lv之間的斷裂長度；Max_|θu|+|θv|為|θ_u|和|θ_v|之和的可能最大值，T_g為斷裂間隔的閾值，l_u是線段lu的長度，l_v是線段lv的長度；

步驟4.2，將矩陣元素大于給定閾值的道路基元編組連接，若沒有能夠連接的道路基元結束編組過程，否則進入步驟4.3；

步驟4.3，利用步驟4.2編組連接后新生成的道路基元重新建立道路基元連接矩陣，返回步驟4.2。

2.根據權利要求1所述遙感影像的道路中線自動提取方法，其特征在于：步驟1中采用Meanshift算法進行分割。

3.根據權利要求1或2所述遙感影像的道路中線自動提取方法，其特征在于：步驟2中所述形狀指數包括區域的面積S、區域的最小面積外接矩形的長寬比R、區域的充滿度F=S/S_MAER，滿足如下公式的區域被判斷為道路區域，并生成二值道路影像，

S＜T_S∩(F＜T_F∪R＞T_R)

其中，T_S為預設的面積閾值，T_F為預設的長寬比閾值，T_R為預設的充滿度閾值。

4.根據權利要求1或2所述遙感影像的道路中線自動提取方法，其特征在于：步驟3實現方式為，

建立三個窗口Ls、Le、Lb，其中Ls表示一維的探測窗口大小，Le表示統計窗口大小，Lb表示待判斷像素pi的鄰近范圍，Lb<Le<Ls；執行如下步驟，

步驟3.1，輸入二值道路影像，平滑處理；

步驟3.2，探測窗口沿水平與垂直方向依次遍歷探測道路區域的中心線像素，并取兩個結果的并集；探測方式如下，

設像素pi為探測窗口遍歷到的中心像素，將像素pi與鄰近范圍內的Lb個像素都存入數組T_w(k)，其中k=0,1..Lb；對探測窗口內Ls個像素灰度值排序，將排在前面Le+1位的像素存入數組S_w(t)，t=0,1…Le；比較T_w(k)和S_w(t)，如果滿足T_w(k)∈S_w(t)，k=0,1..Lb，則將像素pi判斷為道路區域的中心線像素；

步驟3.3，對步驟3.2所得道路區域的中心線像素進行細化，獲取單像素的道路中線；

步驟3.4，跟蹤步驟3.3所得道路中線，獲取道路基元的矢量。