[發(fā)明專利]一種提取圖片中道路網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潼c(diǎn)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910168334.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN109948477B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王煒;李東亞;王玉杰;鄭永濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06V20/10
• 分類號(hào): G06V20/10;G06V10/28;G06F16/29
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.一種提取圖片中道路網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潼c(diǎn)的方法，包括如下步驟，其特征在于：

步驟1，圖片信息讀取及轉(zhuǎn)化，該步驟主要包括：讀取圖片、去除圖片噪聲、二值化，具體流程為：讀入照片，并輸入圖中擬提取道路所對(duì)應(yīng)顏色的閾值范圍；進(jìn)行圖像去噪處理，消除可能被誤判為道路的干擾色，使用均值濾波去除圖片中與道路顏色近似的噪聲，減少對(duì)后續(xù)道路信息提取步驟的干擾；結(jié)合圖片信息，根據(jù)圖片中對(duì)應(yīng)的道路顏色屬性提取路網(wǎng)的二維位置信息，并存儲(chǔ)至二值矩陣中，得到二值化圖像；

步驟2，圖片預(yù)處理，即道路圖像膨脹及提取網(wǎng)絡(luò)骨架，由于像素判斷誤差，二值化圖像中的路段斷開，步驟1得到的二值化路網(wǎng)圖可能出現(xiàn)道路連接中斷的現(xiàn)象，也就是會(huì)出現(xiàn)“斷頭路”，該步驟對(duì)步驟1得到的二值化圖像進(jìn)行膨脹處理，目的在于膨脹提取的道路，連接部分“斷頭路”，提高信息準(zhǔn)確性，其次提取膨脹后的二值化圖像的骨架，得到路網(wǎng)骨架圖，簡(jiǎn)單進(jìn)行二值化處理的圖像不易提取完整道路拓?fù)湫畔ⅲ虼耍瑢?duì)二值化后的圖像進(jìn)行膨脹處理，得到道路的骨架；

步驟3，掃描骨架網(wǎng)絡(luò)，初步得到路網(wǎng)拓?fù)潼c(diǎn)和道路節(jié)點(diǎn)，其中拓?fù)潼c(diǎn)是能表示路網(wǎng)線形的拐點(diǎn)、路段交點(diǎn)和頂點(diǎn)，其中路段交點(diǎn)和頂點(diǎn)即是道路節(jié)點(diǎn)，首先判斷像素點(diǎn)是否為道路像素點(diǎn)，若為道路像素點(diǎn)則依據(jù)周圍道路像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)判斷此像素點(diǎn)為孤立點(diǎn)、路段頂點(diǎn)、拐點(diǎn)和中間點(diǎn)，若像素點(diǎn)被判別為拐點(diǎn)和中間點(diǎn)這一類，再依據(jù)道路走向得出像素點(diǎn)的具體類別；

所述步驟3中的拓?fù)潼c(diǎn)是指能表示路網(wǎng)線形的拐點(diǎn)、路段交點(diǎn)和頂點(diǎn)；

所屬步驟3的具體流程為：

步驟31，初始化，依次掃描道路骨架圖的像素點(diǎn)，其中忽略骨架圖中最外圍的像素點(diǎn)，即對(duì)于一個(gè)m*n的骨架圖，只掃描第2至第m-1行、第2至第n-1列的像素點(diǎn)；

步驟32，判斷（2,2）位置的像素點(diǎn)的值，即該位置是否有道路經(jīng)過，若為0，則讀取下一個(gè)像素點(diǎn)，并判斷下一個(gè)像素點(diǎn)屬性；若為1，則進(jìn)入步驟33；

步驟33：判斷該像素點(diǎn)的屬性，即是否是拐點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)，判斷該點(diǎn)周圍8鄰域的取值情況，記num為該點(diǎn)周圍值為1的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，即該點(diǎn)周圍的道路連接信息，由于是骨架圖，所以該點(diǎn)周圍的像素信息即可反應(yīng)其道路連接信息，判斷規(guī)則如下：

若Num=0，則該點(diǎn)為孤立點(diǎn)，返回步驟32讀取下一個(gè)點(diǎn)；

若Num=1，則該點(diǎn)為路段頂點(diǎn)，即該點(diǎn)即是拓?fù)潼c(diǎn)，又是節(jié)點(diǎn)，記錄該點(diǎn)的坐標(biāo)并編號(hào)，其中節(jié)點(diǎn)編號(hào)和拓?fù)潼c(diǎn)編號(hào)相同，將該點(diǎn)的編號(hào)和坐標(biāo)信息輸出至拓?fù)潼c(diǎn)和節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的文件中；

若Num=2，則該點(diǎn)為拐點(diǎn)或中間點(diǎn)，中間點(diǎn)不能表示路網(wǎng)信息，故不輸出，判斷該點(diǎn)為拐點(diǎn)或中間點(diǎn)的方法如下：設(shè)置方向標(biāo)簽，為該點(diǎn)8鄰域中的每個(gè)點(diǎn)設(shè)置方向標(biāo)簽，其中對(duì)向的兩個(gè)點(diǎn)的方向標(biāo)簽的和為零，記該點(diǎn)周圍的方向標(biāo)簽的和為Flag，則若Flag=0，則該點(diǎn)為中間點(diǎn)；若Flag≠0，則該點(diǎn)為拐點(diǎn)，記錄該點(diǎn)的坐標(biāo)并編號(hào)，將該點(diǎn)的編號(hào)和坐標(biāo)信息輸出至拓?fù)潼c(diǎn)文件中；

若Num＞2，則該點(diǎn)為路段交點(diǎn)，即該點(diǎn)即是拓?fù)潼c(diǎn)，又是節(jié)點(diǎn)，記錄該點(diǎn)的坐標(biāo)并編號(hào)，其中節(jié)點(diǎn)編號(hào)和拓?fù)潼c(diǎn)編號(hào)相同，將該點(diǎn)的編號(hào)和坐標(biāo)信息輸出至拓?fù)潼c(diǎn)和節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的文件中；

步驟4，刪除多余節(jié)點(diǎn)，此步驟為對(duì)步驟3的修正，步驟3的方法會(huì)造成節(jié)點(diǎn)冗余，即路網(wǎng)中的一個(gè)交叉口可能會(huì)識(shí)別出若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)步驟3的判斷規(guī)則得到的所有節(jié)點(diǎn)，總數(shù)記為n，依次判斷該節(jié)點(diǎn)是否屬于冗余節(jié)點(diǎn)，記已判斷的節(jié)點(diǎn)數(shù)為i，第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)為（xi,yi），判斷節(jié)點(diǎn)i周圍的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，根據(jù)實(shí)例分析，取i節(jié)點(diǎn)周圍的24個(gè)像素點(diǎn)為分析范圍，即判斷第xi-2至第xi+2行、第yi-2至第yi+2行范圍內(nèi)是否存在節(jié)點(diǎn)，若有，則刪除該節(jié)點(diǎn)，此時(shí)該節(jié)點(diǎn)即變?yōu)橥負(fù)潼c(diǎn)，仍保留在拓?fù)潼c(diǎn)文件中，保證路網(wǎng)的完整連通性，然后判斷刪除后剩下的并且未判斷過的節(jié)點(diǎn)是否為冗余節(jié)點(diǎn)，以此類推，直至所有節(jié)點(diǎn)都被判斷過。