[发明专利]基于改进C-V模型的遥感图路网提取方法

权利要求书

1.一种基于改进C-V模型的遥感图路网提取方法，其特征是包括以下步骤：

(1)对原始遥感图像进行预处理以提高该遥感图像的清晰度和对比度，得到该遥感图像的预处理图；将所述遥感图像的预处理图置于任意建立的一个平面直角坐标系中；

(2)用户在所述遥感图像的预处理图的路网中选定种子点；根据所选定的种子点获取所述遥感图像的预处理图的路网初始曲线，根据所述路网初始曲线对所述遥感图像的预处理图进行分割获得第一幅路网子图，所述路网子图中含有所述路网；

(3)利用基于C-V模型的水平集方法对当前路网子图进行路网区域提取，获取路网区域子图，所述C-V模型的水平集方法的演化方程如式(1)所示：

∂φ∂t=δϵ(φ)[v▿·(▿φ|▿φ|)+β1(λ2(uRGB-c2)2-λ1(uRGB-c1)2)]]>

+β2(λ4(uHSI-c4)2-λ3(uHSI-c3)2)]+μ(Δφ-▿·(▿φ|▿φ|))---(1)]]>

式(1)中，φ为水平集函数，t为时间，为φ的偏微分，δ_ε(φ)为Dirac函数，δ_ε(φ)＝H′_ε(φ)，H′_ε(φ)为正则化的Heaviside函数的导数，为φ二维平面中的梯度，为梯度范式，u_RGB为RGB空间灰度值，u_HSI为HIS空间混合通道值，c₁、c₂分别表示曲线内、外平均灰度值，v、λ₁、λ₂为控制演化曲线收缩或者膨胀的权重参数，c₃、c₄分别为HSI空间轮廓内、外的平均灰度值，λ₃、λ₄为HIS空间权重参数，β₁、β₂为RGB空间灰度信息与HSI空间混合通道信息的权重系数，μ为距离函数权重参数；

(4)利用形态学细化方法对步骤(3)所述的路网区域子图进行路网中心线提取，获取路网中心线子图；

(5)利用子图位置判定规则判断所述遥感图像的预处理图中是否存在下一幅路网子图：

若存在下一幅路网子图，则利用所述子图位置判定规则从所述遥感图像的预处理图中分割得到所述下一幅路网子图，再利用自适应灰度阈值、饱和度阈值分割以及形态学方法自动获取该下一幅路网子图中的路网初始曲线，然后对该下一幅路网子图依次执行步骤(3)和步骤(4)得到该下一幅路网子图相应的路网区域子图和路网中心线子图；

若不存在下一幅路网子图，则利用各路网子图的路网中心线子图生成路网图。

2.根据权利要求1所述的基于改进C-V模型的遥感图路网提取方法，其特征是：在步骤(5)中，

利用子图位置判定规则判断所述遥感图像的预处理图中是否存在下一幅路网子图的方法为：在所述平面直角坐标系中，如果当前路网中心线子图中的路网中心线的末端点的横坐标和纵坐标对应地小于遥感图像的预处理图的像素点的最大横坐标和最大纵坐标，则存在下一幅路网子图；否则，不存在下一幅路网子图；

利用所述子图位置判定规则从所述遥感图像的预处理图中分割得到所述下一幅路网子图的方法为：

在所述平面直角坐标系中，用直线连接当前路网中心线子图中路网中心线的首端点和末端点，计算该直线的斜率以及该直线与横坐标的夹角θ，并以该当前路网中心线子图中路网中心线的末端点为圆心生成圆，根据夹角θ的大小和所述圆分割下一幅路网子图，该下一幅路网子图为正方形框图并与夹角θ和所述圆满足以下关系：

如果-22.5°≤θ＜22.5°，则所述圆内切于下一幅路网子图的左边，切点为该左边的中点；

如果22.5°≤θ＜67.5°，则所述圆同时内切于下一幅路网子图的左边和下边；

如果67.5°≤θ＜112.5°，则所述圆内切于下一幅路网子图的下边，切点为该下边的中点；

如果112.5°≤θ＜157.5°，则所述圆同时内切于下一幅路网子图的下边和右边；

如果157.5°≤θ＜180°或者-180°≤θ＜-157.5°，则所述圆内切于下一幅路网子图的右边，切点为该右边的中点；

如果-157.5°≤θ＜-112.5°，则所述圆内切于下一幅路网子图的上边和右边；

如果-112.5°≤θ＜-67.5°，则所述圆内切于下一幅路网子图的上边，切点为该上边的中点；

如果-67.5°≤θ＜-22.5°，则所述圆内切于下一幅路网子图的上边和左边。