[發明專利]一種地面建筑物數據融合的復合識別方法

有效

• 申請號: 201811630977.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109784229B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 張天序;涂直健;桑紅石;劉羽豐;姜慶峰;李玉濤;姜鵬;付宏明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;武漢工程大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種地面建筑物數據融合的復合識別方法，其特征在于，包括：

(1)分別獲得地面建筑物的紅外圖像和激光圖像；

(2)對所述紅外圖像依次進行數學形態學預處理和圖像分割，以得到多個紅外圖像區域；

(3)獲得所述紅外圖像在激光探測器視場范圍內的圖像邊緣，并根據所述圖像邊緣標記得到多個邊緣分割區域；

(4)對所述激光圖像依次進行預處理和區域提取，以得到多個激光圖像區域；

(5)對所述紅外圖像區域、所述邊緣分割區域以及所述激光圖像區域進行數據融合，以得到一個或多個候選區域；

(6)提取各候選區域的區域特征，并將所提取的區域特征與建筑物目標的區域特征進行匹配，從而從所述候選區域中識別所述建筑物目標所在的目標區域；

其中，所述激光探測器用于獲取所述激光圖像；

所述步驟(2)中，對所述紅外圖像進行數學形態學預處理，包括：

利用尺寸小于所述建筑物目標圖像尺寸的結構元素SE₁對所述紅外圖像進行形態學開運算，以進行背景抑制并保留所述目標區域，從而得到第一背景抑制圖像；

利用尺寸大于所述建筑物目標圖像尺寸的結構元素SE₂對所述紅外圖像進行形態學開運算，以進行背景抑制并對所述目標區域進行抑制，從而得到第二背景抑制圖像；

將所述第一背景抑制圖像和所述第二背景抑制圖像相減以從背景中突出所述目標區域，并將相減結果中灰度值小于0的像素的灰度值置為0，從而得到第三背景抑制圖像；

利用尺寸小于所述建筑物目標圖像尺寸的結構元素SE₃對所述第三背景抑制圖像進行形態學開運算，以去除其區域邊緣存在的毛刺，從而得到紅外預處理圖像；

所述步驟(5)包括：

對于任意一個邊緣分割區域Z，分別計算所述邊緣分割區域Z與相同位置處的紅外圖像區域之間的相似度sim₁，以及所述邊緣分割區域Z與相同位置處的激光圖像區域之間的相似度sim₂；若sim₂＞T₁，或者T₂≤sim₂≤T₁且sim₁＞T₁，則保留所述邊緣分割區域Z；否則，去除所述邊緣分割區域Z；T₁和T₂均為預設的相似度閾值，T₁＞T₂；

遍歷各邊緣分割區域，以去除部分邊緣分割區域；

去除所述圖像邊緣中不與所保留的邊緣分割區域相鄰的邊緣像素，從而得到由所保留的邊緣分割區域及其相鄰的邊緣像素組成的一個或多個候選區域。

2.如權利要求1所述的地面建筑物數據融合的復合識別方法，其特征在于，所述步驟(3)包括：

提取所述紅外圖像在所述激光探測器視場范圍內的圖像邊緣，并利用結構元素SE₄對所提取的圖像邊緣進行形態學膨脹運算以連接其中的斷裂邊緣；

根據所述圖像邊緣，對所述紅外圖像的非邊緣像素進行標記，從而得到由所述圖像邊緣分割而成的多個邊緣分割區域。

3.如權利要求1所述的地面建筑物數據融合的復合識別方法，其特征在于，邊緣分割區域與相同位置處的紅外圖像區域之間的相似度，或者邊緣分割區域與相同位置處的激光圖像區域之間的相似度，其計算方法為：

獲得邊緣分割區域的像素面積S₁，并獲得相同位置處的紅外圖像區域或激光圖像區域在該分割區域中所占的像素面積S₂，根據所述像素面積S₁和S₂計算區域之間的相似度為：

4.如權利要求1所述的地面建筑物數據融合的復合識別方法，其特征在于，所述步驟(6)包括：

獲得所述建筑物目標的區域特征，并提取各候選區域的區域特征；

對于任意一個候選區域C，以所述建筑物目標的區域特征為參考，分別獲得所述候選區域C的區域特征中各特征分量的相對誤差百分比，并獲得所有特征分量的相對誤差之和；

將各特征分量的相對誤差百分比均小于預設的誤差閾值T₃，且所有特征分量的相對誤差之和最小的候選區域識別為所述目標區域。