[发明专利]基于光谱及几何特征的塔吊识别方法

摘要

本发明利用塔吊固有的光谱特性和特殊的几何特征将其从航空影像识别出来，得到其位置坐标和数目信息。首先利用塔吊的光谱特征将塔吊及与其光谱类似的地物从影像中提取出来，再利用其独特的长宽比、面积等几何特性对塔吊进行进一步的提取，提取的结果达到100％的精度且很好的抵抗了噪声的影响。

主权项

1.基于光谱及几何特征的塔吊识别方法，其特征是先利用光谱信息对塔吊及与塔吊颜色相近的地物进行提取，再利用塔吊的几何特征将塔吊与其他地物区分开，具体步骤如下：(1)依据光谱信息粗提取目标及目标类似光谱地物通过观察地物寻找与塔吊颜色相近的地物有弯曲的土路和土堆，以及地面上残留的泥土；由于塔吊与其背景图像颜色特征相差较大，可以根据光谱信息对目标地物进行粗提取，得到目标及目标类似光谱地物；由于在R、G、B的颜色表中，黄色与蓝色互补，所以纯黄色的R、G、B值分别为255，255，0；分别利用航空影像的R、G和B三个波段的直方图进行分析处理；①根据R波段的直方图分布情况，设定阈值小于160，将小于该值的像素在三个波段的灰度值都设置为零；②根据G波段的直方图分布情况，设定阈值小于100，将小于该值的像素在三个波段的DN值都设置为零；③根据B波段直方图分布情况，设定阈值大于170，将大于该值的像素在三个波段的DN值都设置为0；(2)依据几何特征提取目标地物①将彩色图转化成灰度图，并对其进行自动阈值化处理，然后对图像进行二值化，其中，自动阈值化处理采用的方法是最大类间方差法，通过设定阈值使目标图像与背景图像之间的方差达到最大，此时的阈值即为将灰度图进行二值化所采用的阈值；②将得到的二值图进行分区标记，利用四邻域法，对图像中的每个点进行扫描，如果在该点的四邻域范围内存在与其DN值相同的点，那么将这个点与扫描点归为同一类，标记为同一个数值；③根据塔吊特殊的几何特征，将其与其光谱类似地物精确的区分开，设定长、宽比大于6，将土路、小土堆以及噪声去掉；通过大于10个像素的面积以及一定的倾斜角可以将砖块之间的夹缝去掉；采用主轴长度来进行限定，将粗头部分去除，但是大多数情况下，塔吊被建筑物大部分遮挡，此时要根据图像中塔吊的不同特点，通过塔吊主轴宽度和长度的最大和最小值来提取，综合以上分析，分别对得到的分区计算其特征，包括面积、重心点坐标、趋向角、以及主轴长度和主轴宽度；并设置限定条件，精确提取出塔吊吊臂部分；④计算图中塔吊的中心点坐标及其数量。