[发明专利]高分辨率SAR图像中桥梁目标的自动检测方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及SAR图像的目标检测，具体地说是一种高分辨率 SAR图像中水上桥梁目标的自动检测方法。该方法可用在高分辨率SAR图像中水上桥梁 目标的自动检测中。

背景技术

高分辨率遥感图像中桥梁的自动检测对于地理数据库的更新、自然灾害，如洪水、地 震后的灾害评估等具有重要意义。而且桥梁又是一种重要的军事目标，其检测对目标打击、 战略计划的制定等有重要意义。

针对不同的图像，例如多极化SAR图像、全色高分辨率遥感图像、多光谱图像，目前 已经有学者提出了许多桥梁检测的方法，但是由于这些图像与高分辨率SAR图像特点不 同，图像中桥梁表现的特征也不同，所以这些方法不适于高分辨率SAR图像中桥梁的检测。 也有学者提出了结合两种图像的桥梁检测方法，例如WU等提出了一种结合SAR图像和 光学图像的桥梁检测方法。但是此方法需要同一时间、同一地方、同一分辨率的SAR图像 和光学图像，数据源很难获取，不利于推广。

目前提出的高分辨率SAR图像中桥梁目标检测方法有：

侯彪等在文章“高分辨SAR图像中桥梁目标的自动分割”中提出了一种高分辨SAR 图像的桥梁目标自动分割方法，采用改进的最大类间方差阈值将图像二值化，然后进行边 缘模板后处理，最后采用中轴线搜索算法自动分割带有桥梁目标的区域。该算法只检测出 桥梁所在的矩形区域，没有精确的定位桥梁，且分割结果存在较多的伪目标。

戴光照等在文章“高分辨率SAR图像中的桥梁识别方法研究”中提出了一种高分辨 SAR图像的桥梁目标自动分割方法，该方法首先采用直方图阈值和经验阈值分割出水域和 桥梁区域，然后在去除虚警后的水域和桥梁区域中确定感兴趣区，最后根据桥梁的几何特 征去除感兴趣区内的伪目标。该方法当桥梁的灰度值较低时，不能准确的检测目标。

ZHANG等在文章“Fast Detection ofBridges in SAR Images”中提出了一种SAR图像 桥梁的快速检测算法，首先通过最大类间方差阈值和后处理分割出河流区域，再检测桥梁 和河流的边缘，然后对此边缘进行快速离散Beamlet变换，根据桥梁的几何特征检测桥梁 段，最后进行直线连接。该算法的优点是不需要进行滤波，缺点是进行河流分割时，若阈 值处理后图像中含有面积较大的伪河流区域，后处理并不能去除这些伪河流区域，导致产 生假的桥梁和河流边缘，影响后续的桥梁检测，且形态学处理中结构元素的大小及运算次 数难以确定。

综上所述，当图像背景复杂，桥梁大小和形状各不相同，并且灰度值上也存在很大差 异时，这些算法不能准确的检测桥梁。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的缺点，提出了一种高分辨率SAR图像中桥梁目 标的自动检测方法，以实现对桥梁目标的准确检测。

本发明的技术方案是：整个处理过程分为水域提取和桥梁检测两大部分，首先采用基 于疏散度的方法并结合Canny边缘修正提取水域，再根据桥梁与水域的位置关系确定桥梁 候选区，然后根据桥梁的几何特性进行直线检测去除伪桥梁区并对桥梁进行定位。其具体 步骤包括如下：

(1)采用迭代阈值对原始高分辨率SAR图像进行二值化，得到初始水域提取结果图；

(2)设定尺寸为M×N的二值区块B的疏散度为：