[發明專利]一種基于二維圖像的稀疏植被區域化提取方法

在審

• 申請號: 202210196978.4
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114627064A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 何維;劉昊;譚可成;劉湘平;邱寧;胡文柯
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/12;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/194;G06T7/62
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏

1.一種基于二維正射影像的稀疏植被區域化提取方法，其特征在于，所述方法包括具體步驟如下：

S1：向地面拍攝，獲取需提取植被區域的二維圖像；

S2：計算S1中二維圖像每個像素的vdvi，并將其轉換為vdvi灰度圖；其中所述vdvi為可見光波段差異植被指數；

S3：采用波谷分割法，分割S2中的vdvi灰度圖，得到植被與非植被的分割二值化圖像，植被區域為二值化圖像的前景，非植被區域為二值化圖像的背景；所述波谷分割法是用波谷的位置分界出植被與非植被像素；

S4：基于閾值侵蝕算子對S3中的二值化圖像進行濾波變換，得到植被侵蝕空地后的二值化圖像；

S5：獲取S4中二值化圖像的所有輪廓，將輪廓面積小于預設面積的輪廓區域進行類別轉換，得到最終稀疏植被區域化提取的分割圖。

2.根據權利要求1所述的基于二維正射影像的稀疏植被區域化提取方法，其特征在于，

所述S2包括具體步驟如下：

S21：根據vdvi計算公式計算每個像素的vdvi值，具體計算公式如下所示：

式中r、g、b分別代表每個像素點的紅色、綠色、藍色通道值，運用vdvi計算公式對圖像中的每個像素進行計算，得到與原圖像寬高尺寸相同的vdvi矩陣；

S22：將S21中的vdvi矩陣的值采用截斷逆歸一化法變換至0-255的整形，得到vdvi灰度圖；

其中所述截斷逆歸一化法計算方法如下，首先將vdvi矩陣所有值進行從小到大排序，然后取前5％的分界值作為下限截斷閾值t_down，取后5％的分界值作為上截斷閾值t_up，再將所有vdvi值按照如下公式進行截斷：

截斷后的vdvi矩陣按照如下公式進行轉換至0-255的整形，得到vdvi灰度圖：

式中int表示取整運算。

3.根據權利要求1所述的基于二維正射影像的稀疏植被區域化提取方法，其特征在于，

所述S3包括具體步驟如下：

S31：計算S22的vdvi灰度圖的像素值分布圖，所述vdvi灰度圖的像素分布均呈現雙正態分布曲線疊加的形態；

S32：基于分布曲線的導數獲取分布圖波谷位置的像素值，所述像素值為vdvi圖像的分割閾值，其中大于閾值的像素為植被，小于閾值的像素為非植被，得到植被與非植被分割后的二值化圖像。

4.根據權利要求1所述的基于二維正射影像的稀疏植被區域化提取方法，其特征在于，

所述S4包括具體步驟如下：

S41：將S32的二值化圖像分塊為20x20的子區域，得到400個像素；

S42：統計每個子區域內400個像素中植被像素數量，當子區域內的植被像素數量大于120時，將所述子區域全部轉換為植被像素值，當植被像素數量小于或等于120時，將所述子區域轉換為非植被像素值。

5.根據權利要求1所述的基于二維正射影像的稀疏植被區域化提取方法，其特征在于，

所述S5包括具體步驟如下：

S51：提取S4中二值圖像中的所有輪廓；

S52：對所有輪廓計算像素面積S_pixel，然后按照S1步驟中的一個像素對應的真實距離d計算輪廓的真實面積S，具體計算公式為：

S＝S_pixel×d×d

S53：將輪廓真實面積S小于預設面積的輪廓，進行類別轉換，得到最終的植被與非植被區域的分割圖，轉換過程是當真實面積小于預設面積時，若輪廓內部為植被像素則轉換為非植被像素，若為非植被像素則轉換為植被像素，得到最終的植被區域化提取結果圖。

6.根據權利要求1～5任一項所述的基于二維正射影像的稀疏植被區域化提取方法，其特征在于，

所述預設面積為1分地。