[發(fā)明專利]一種批量提取航拍圖像中顏色單一的同類目標(biāo)輪廓的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010140878.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111368854A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金靈楓;陳佳舟;吳寧;張?jiān)?/a>;鄭龍全;周志飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究院
• 主分類號(hào): G06K9/46
• 分類號(hào): G06K9/46;G06K9/00
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44646
• 代理人: 陳映輝

本發(fā)明提供了一種批量提取航拍圖像中顏色單一的同類目標(biāo)輪廓的方法，它解決了在目標(biāo)顏色相近的條件下對(duì)航拍照片中重復(fù)出現(xiàn)的同類目標(biāo)輪廓的批量提取效率低下的問(wèn)題。其方法包括：(1)從原圖中讀取目標(biāo)所在小圖，并增強(qiáng)圖像飽和度差異；(2)轉(zhuǎn)換顏色空間，生成二值圖像，并對(duì)二值圖進(jìn)行輪廓提取預(yù)處理；(3)提取二值圖像中具有最大外輪廓的物體作為目標(biāo)的輪廓。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：方法普適性強(qiáng)；算法簡(jiǎn)單；計(jì)算效率高；結(jié)果簡(jiǎn)潔。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，涉及一種批量提取航拍圖像中顏色單一目的同類標(biāo)輪廓的方法。

背景技術(shù)

無(wú)人機(jī)航拍攝影技術(shù)可廣泛應(yīng)用于國(guó)家生態(tài)環(huán)境保護(hù)、礦產(chǎn)資源勘探、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、土地利用調(diào)查、水資源開(kāi)發(fā)、農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)與估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)作業(yè)、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估、城市規(guī)劃與市政管理、森林病蟲(chóng)害防護(hù)與監(jiān)測(cè)、公共安全、國(guó)防事業(yè)、數(shù)字地球以及廣告攝影等領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢(shì)性的優(yōu)點(diǎn)。且無(wú)人駕駛飛機(jī)為航拍攝影提供了操作方便，易于轉(zhuǎn)場(chǎng)的遙感平臺(tái)。起飛降落受場(chǎng)地限制較小，在操場(chǎng)、公路或其它較開(kāi)闊的地面均可起降，其穩(wěn)定性、安全性好，轉(zhuǎn)場(chǎng)等非常容易。目前，基于無(wú)人機(jī)航拍圖像監(jiān)測(cè)物體的模式正逐漸取代人工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的模式。

對(duì)航拍圖像中物體的監(jiān)測(cè)識(shí)別主要依靠深度學(xué)習(xí)算法，部分企業(yè)也會(huì)采取人工識(shí)別的方式。實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)對(duì)識(shí)別目標(biāo)進(jìn)行輪廓提取，提取的輪廓可用于實(shí)現(xiàn)三維物體的實(shí)例分割、目標(biāo)由二維到三維的聚類、統(tǒng)計(jì)分析等需求。但是在提取目標(biāo)輪廓的過(guò)程中，利用深度學(xué)習(xí)算法在識(shí)別目標(biāo)的同時(shí)去提取輪廓會(huì)極大降低工作效率，耗時(shí)大概會(huì)增長(zhǎng)為只識(shí)別目標(biāo)耗時(shí)的兩倍，而采取人工勾勒輪廓的方式不僅效率低下，且所得結(jié)果的質(zhì)量參差不齊。

發(fā)明內(nèi)容

為解決從航拍圖像中獲取目標(biāo)輪廓時(shí)間成本高的問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種批量提取航拍圖像中顏色單一的同類目標(biāo)輪廓的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)顏色單一的同類目標(biāo)全自動(dòng)提取輪廓的批量處理模式。該方法結(jié)合目標(biāo)的識(shí)別結(jié)果，通過(guò)RGB三通道計(jì)算增強(qiáng)圖像，再變換圖像顏色空間為視覺(jué)顏色空間，選取自適應(yīng)閾值得到飽和度通道的二值圖像并提取目標(biāo)輪廓。具體步驟如下：

1)從原圖中讀取目標(biāo)所在小圖，并增強(qiáng)圖像飽和度差異；

2)轉(zhuǎn)換顏色空間，生成二值圖像，并對(duì)二值圖進(jìn)行輪廓提取預(yù)處理；

3)提取二值圖像中具有最大外輪廓的物體作為目標(biāo)的輪廓。

該航拍圖像中顏色單一的同類目標(biāo)輪廓提取方法依托于目標(biāo)識(shí)別結(jié)果，根據(jù)目標(biāo)與背景的顏色特征進(jìn)行圖像增強(qiáng)，利用顏色空間變換和圖像二值化處理實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)輪廓的快速提取。

在上述的一種批量提取航拍圖像中顏色單一的同類目標(biāo)輪廓的方法中，由人工或者由深度學(xué)習(xí)算法或機(jī)器學(xué)習(xí)算法確定目標(biāo)在航拍圖像中的小圖位置。

在上述的一種批量提取航拍圖像中顏色單一的同類目標(biāo)輪廓的方法中，在步驟(1)中根據(jù)小圖中目標(biāo)顏色與背景顏色的特征差異，增大圖像中目標(biāo)與背景在色彩飽和度上的差異。具體是指設(shè)計(jì)變換RGB三通道數(shù)值的公式，使變換后目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域兩者中，一者單個(gè)像素點(diǎn)的三通道數(shù)值接近，另一者單個(gè)像素點(diǎn)的三通道數(shù)值至少有一個(gè)數(shù)值明顯大于或小于其他數(shù)值。

在上述的一種批量提取航拍圖像中顏色單一的同類目標(biāo)輪廓的方法中，對(duì)增強(qiáng)圖像飽和度差異后的圖像作平滑處理。進(jìn)一步，所述的對(duì)圖像作平滑處理是使用二維高斯濾波器對(duì)圖像作平滑處理。

在上述的一種批量提取航拍圖像中顏色單一的同類目標(biāo)輪廓的方法中，在步驟(2)中轉(zhuǎn)換圖像顏色空間至視覺(jué)顏色空間。

在上述的一種批量提取航拍圖像中顏色單一的同類目標(biāo)輪廓的方法中，根據(jù)飽和度通道的平均值將轉(zhuǎn)換顏色空間后的圖像的飽和度通道圖像轉(zhuǎn)為閾值自適應(yīng)的二值圖。