[发明专利]一种基于双域图信号滤波检测建筑物边缘点的方法

权利要求书

1.一种基于双域图信号滤波检测建筑物边缘点的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)点云采集：利用配置和安装在飞行平台上的机载激光雷达和POS系统的数据信息，采集并生成三维点云数据；

2)三维无向双域信号图模型构建：利用三维点云数据构建三维无向图，并基于局部特征统计直方图和高程值，构建包含空域信号和值域信号的三维无向双域信号图模型；

3)三维加权无向信号图模型构建：根据步骤2)中得到的三维无向双域信号图模型作为输入值，基于直方图交叉核计算的空域距离和值域距离，根据高斯函数来进行三维无向双域信号图模型边矩阵的权重计算，构建三维加权无向信号图模型；

4)双边滤波平滑：基于优化的双边滤波技术以及边缘保持原则，对步骤3)中构建的三维加权无向信号图模型进行边缘感知平滑，过滤掉近地物体及噪声点；

5)建筑物边缘点检测：基于步骤4)中得到的过滤掉近地物体及噪声点的三维加权无向信号图模型作为输入值，利用梯度幅值的双阈值高通滤波器自动化提取和检测建筑边缘点。

2.根据权利要求1所述的一种基于双域图信号滤波检测建筑物边缘点的方法，其特征在于：所述的步骤1)中还通过高程值基于多级阈值分割法对三维点云数据进行异常值剔除。

3.根据权利要求2所述的一种基于双域图信号滤波检测建筑物边缘点的方法，其特征在于：所述的步骤2)中三维无向双域信号图模型构建的方法包括以下子步骤：

2.1)将步骤1)中已剔除异常值的数据点作为顶点，构成顶点集合v；基于KD tree确定查询点三维空间中的半径r范围内的k个近邻点，构成k条无向边并组成边集合ε，构建三维无向图g(v,ε)；

2.2)计算图模型中各顶点的局部特征统计直方图，将其视为顶点的空域信号；

2.3)基于顶点的空域信号和由高程值得到的值域信号，构建三维无向双域信号图模型G(v,ε)。

4.根据权利要求3所述的一种基于双域图信号滤波检测建筑物边缘点的方法，其特征在于：所述步骤3)中三维加权无向信号图模型构建的方法包括以下子步骤：

3.1)基于三维无向双域信号图模型G(v,ε)，通过直方图交叉核和高程差分别计算出边矩阵ε在空域和值域下的距离值；

3.2)由高斯函数计算三维无向双域信号图模型的权重；将权重带入到三维无向双域信号图模型G(v,ε)，构建三维加权无向信号图模型G(v,ε,w)，其中，w表示权重。

5.根据权利要求4所述的一种基于双域图信号滤波检测建筑物边缘点的方法，其特征在于：所述的步骤4)中双边滤波平滑的方法的方法包括以下步骤：

4.1)将三维加权无向信号图模型G(v,ε,w)作为数据输入，基于边的双域权重，对顶点数据中集中的数据进行处理；

4.2)基于边权重，计算三维加权无向信号图模型G(v,ε,w)中每个顶点的归一化系数；

4.3)基于边缘保持的原则，通过值域和空域双频空间，构建双边滤波器；

4.4)将三维加权无向信号图模型G(v,ε,w)中顶点的双频信号作为输入，利用构建的双边滤波器得到边缘感知平滑后的输出信号；得到双边滤波平滑后的图模型。

6.根据权利要求5所述的一种基于双域图信号滤波检测建筑物边缘点的方法，其特征在于：所述的步骤5)中建筑物边缘点检测包括以下子步骤：

5.1)基于三维加权无向信号图模型的空域和值域信号，利用Sobel滤波器分别计算步骤4.4)中双边滤波平滑后的图模型各顶点在X，Y方向上的梯度幅值和方向；

5.2)利用梯度方向上的局部幅值对比，抑制局部非极大值；

5.3)构建双阈值高通滤波器，通过设定的高低阈值自动化提取出建筑物边缘点。