[发明专利]一种基于俯视图像的水面桥梁识别方法

说明书

本发明公开了一种基于俯视图像的水面桥梁识别方法，主要包括水面区域提取、疑似桥梁区域提取、直线边提取和延长等步骤。本发明的桥梁识别方法，首先利用水面的灰度图像方差较小的特点判定出水面区域，通过将遥感图像进行分块计算方差，提取出水面；根据桥梁平均方差较大的特点，判断出水面之间的部分即是桥梁，之后计算sobel边缘，利用hough检测提取出桥梁的直线边缘；最后将边缘适当的延长，从而得出桥梁区域。

技术领域

本发明属于图像识别技术领域，具体涉及一种基于俯视图像的水面桥梁识别方法。

背景技术

目标自动识别技术在军事上和民事上的应用价值都很高。尤其是桥梁对战争的重要性决定了其必然成为敌军打击的首选目标。

桥梁是空军封锁作战打击的重点目标，突击关键桥梁会使整个交通系统瘫痪，短时间内不易恢复。同时桥梁被认为是空对地突击难度最大的目标，因此实现对桥梁的自动识别对实现精确打击桥梁具有重要意义。

因此对桥梁目标的识别，特别是对水面桥梁的准确识别定位则是实现精确打击的前提。

目前的现有技术中主要采用比较原始的目测识别方式、和比较先进的遥感图像识别方式对水平进行检测识别，算法复杂、运算数据量大，且识别不精确。

发明内容

本发明的目的正是为了解决现有技术中对水面桥梁检测运算量大、识别不准确的技术问题，利用桥梁相比于水面背景呈现较强的显著性的基本特点，将图像中的水面桥梁准确的提取出来。

本发明提供了一种基于俯视图像的水面桥梁识别方法，主要包括如下步骤：

(一)水面区域提取

将图像进行分割方块后进行灰度方差的计算，定义一个门限阈值，当某个图像块方差小于阈值，则被判定为水面；

(二)疑似桥梁区域提取

面区域提取之后通过横向的区域扫描，将两块水面区域之间的区域部分提取出来，对这些区域部分的平均方差进行计算，将方差最大的区域判定为疑似桥梁区域；

(三)直线边提取和延长

对疑似桥梁区域提取外围矩形框，框出的区域则为感兴趣的桥梁区域，利用边缘提取的方法寻找桥梁的直线边；

将直线边缘的两个端点向不同的方向进行延长，设定最大方差阈值，对每个延长的端点，判断以该点为中心的图像方块矩形区域的方差是否大于该阈值，大于该阈值则继续延长，否则停止延长，从而得出桥梁区域。

图像方块的大小以能够框定出桥梁区域、并能够明确区分水面和桥梁为准。

作为优选，图像方块的大小为20*20像素。

进一步地，水面区域提取之后，对图像方块之间的不连续“空洞”进行膨胀处理。

在步骤(三)中，设定方差的阈值：

[1 2 1；0 0 0；-1 -2 -1]，

对区域图像进行卷积，之后对处理过的图像进行一次门限分割，对该区域进行sobel梯度边缘检测，然后利用hough变换提取直线边缘，提取最长的两条即为桥梁的直线边缘。

本发明利用“先找水面，再找桥”的这种间接寻找目标的思路进行提取。本发明的桥梁识别方法，首先利用水面的灰度图像方差较小的特点判定出水面区域，通过将遥感图像进行分块计算方差，提取出水面；根据桥梁平均方差较大的特点，判断出水面之间的部分即是桥梁，之后计算sobel边缘，利用hough检测提取出桥梁的直线边缘；最后将边缘适当的延长，从而得出桥梁区域。

附图说明

图1是本发明的水面桥梁提取算法流程图；