[发明专利]遥感图像中无水桥梁目标识别方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及图像目标的识别，特别是一种遥感图像中无水 桥梁目标识别方法，应用于目标识别和人工智能领域。

背景技术

随着遥感技术的发展，获取高质量遥感图像的途径越来越多。遥感图像中典型目标 的自动检测与识别引起了人们的广泛关注，无论在军事领域还是民用领域都有重要的应 用价值。桥梁作为重要的战略目标，一直是研究的重点，许多专家学者针对特定的图像 背景提出了各种有效的检测与识别方法。

马龙等人在红外技术，2007，29(10)：603-606中提出了一种针对红外图像的桥梁目 标识别定位方法，该方法通过阈值分割和纹理图区域聚类相结合提取水域，然后运用统 计技术求取桥梁宽度，在此基础上进行桥梁识别与定位。吴樊等人在电子与信息学报， 2006，28中进行了基于知识的中高分辨率光学卫星遥感影像桥梁目标识别研究，该方法 使用形态学算子提取河流，然后沿着河流中心线对桥梁进行检测，河流的提取以及桥梁 的边缘检测对该算法影像很大。唐林波等人在北京：电子学报，2007，35(3)：511-514中 提出了一种航拍图像中水上桥梁的实时识别算法，该方法认为桥梁的边缘应该是互相平 行的直线。从现有的研究成果看，桥梁识别的主要方法都是基于知识驱动型，也有一些 使用经典的模式识别和模板匹配的算法。

目前对桥梁图像目标的识别基本上都是针对水上桥梁目标进行的，这方面已经有了一 些较为成熟的算法。大多算法主要是利用水域、陆地、桥梁三者的关系，将其作为先验 知识来指导图像处理，一般包括水体分割、感兴趣区域提取和桥梁识别三个步骤。其中 非常关键的步骤就是利用水域与陆地的灰度值差异对图像进行二值分割，将图像分割为 水域和陆地，然后，再在此基础上进行进一步的目标检测。然而在实际生活中，桥梁并 不总是在河流区域之上，而且随着近些年自然环境的破坏，很多地方的河流只是在雨季 才有水，甚至还有部分已经彻底断流。因而，对无水桥梁目标检测与识别的研究也具有 重要的意义。

无水桥梁是指所有不是横跨在完整均匀河流之上的桥梁。在无水桥梁图像中，一般不 存在完整均匀的河流，图像中可能存在一小部分没有完全干涸的河流，也可能河流已完 全断流，呈现在图像上往往大部分是裸露的河床。河床的灰度值与周围的陆地相差不大， 因而不能再利用灰度值差异这个先验知识来进行图像分割，因此针对水上桥梁目标的检 测算法就不适用于无水桥梁目标的检测。

此外，由于无水桥梁图像的地表情况十分复杂多变，常见的河床有沙质河床、土质河 床、卵石河床和滩涂湿地等，也有一些河床因长年干涸，已经被植被覆盖，甚至被作为 耕地。国内外一直没有找到一种合适的方法对无水桥梁目标进行检测和识别，因此，急 需一种有效的识别方法解决这一问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种基于边缘密度和线段复杂度的 无水桥梁识别方法，以针对无水桥梁图像的特点，实现对无水桥梁目标的自动识别。

为实现上述目的，本发明包括如下步骤：

(1)根据无水桥梁图像的特征，定义图像的边缘密度为：

ρ=Σi=0M-1Σj=0N-1pijM×N]]>

其中M表示图像的长度，N表示图像的宽度，p_ij表示边缘二值图像中像素点(i，j)的 值，p_ij＝1表示边缘，p_ij＝0表示背景；

定义每个像素点的边缘密度为：