[發明專利]一種模糊航空圖像中的道路提取方法

有效

• 申請號: 201911309206.1
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111191534B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 王衛星;趙恒;王夢菲;李宏霞
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V20/54;G06V10/26
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

1.一種模糊航空圖像中的道路提取方法，其特征在于，該方法首先對原始圖像進行高斯平滑濾波，利用圓形模板的分數階微分對圖像增強；再對增強的圖像進行縮小，然后根據溪流檢測算法對增強后的圖像進行5*5模板的溪流檢測掃描并濾除部分非溪流的短線和孤立像素點干擾信息，在臨近區域內做端點檢測，之后再進行端點的連接并細線化；然后再次進行7*7模板的溪流檢測，并將分割的結果圖像映射到原始圖像中；最后采用水動力學的方法對道路進行跟蹤處理，包括漲降水位方法濾除噪聲和梯度水彈性方法，逐步分次連接不連續線段，輸出道路跟蹤的最優結果圖像；

具體步驟如下：

1）將原始圖像進行高斯平滑濾波得到結果圖像，所述的圖像是利用3*3大小的二維高斯函數模板卷積得到；

2）利用圓形模板的分數階微分算法對圖像進行增強，以突出道路的細節信息；

3）根據圖像中道路平均寬度對增強后的圖像進行縮小，以減少計算量提高計算效率；

4）利用基于線段檢測的5*5溪流檢測算子對增強后的圖像分別進行縱向、橫向、兩個斜向共四個方向的檢測掃描，來確定檢測點是否為真實的水源點即道路像素點，并濾除部分非溪流的短線和孤立像素點干擾信息，在臨近區域內做端點檢測，之后再進行端點的連接并細線化；最后，對處理結果進行細線化，以去除每條線上多余的線段或點，最終，通過初次的溪流檢測算法以獲得較好的道路的初步提取結果；

5）然后再次進行7*7模板的溪流檢測，并將分割的結果圖像映射到原始圖像中；隨后進行放大-映射變換；

6）基于水動力學的思想對得到的結果圖像進行進一步處理，主要包括有漲降水位方法濾除噪聲和梯度水彈性方法逐步連接不連續線段；滿足連接要求時，通過梯度水彈性方法對不連續道路進行連接。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟6）中所述對不連續道路執行兩步法連接，其步驟如下：

a）由于水流總是朝梯度較陡的方向流去，梯度越高，貫穿流通的可能性就越大；因此，判斷兩條道路線段之間可能連接在一起的較短的幾條曲線上，哪條線上的梯度最高；

b）判斷不連續的溪流是否能連接在一起也要判斷它們的流淌方向是否一致或接近，也就是判斷兩條道路線段的曲率方向是否接近；

c）兩條溪流之間的距離是否足夠近，也就是判斷臨近兩條道路段中線的臨近端點之間的距離是否足夠小，若距離太大，梯度又不高，則兩臨近溪流貫穿的可能性較小。