[发明专利]一种桥梁目标检测中桥梁边缘线的精确拟合方法

说明书

本发明涉及桥梁目标检测技术领域，尤其是涉及一种桥梁目标检测中桥梁边缘线的精确拟合方法，包括：选取目标区域并获取目标遥感图像；对遥感图像进行预处理，得到预处理图像；提取预处理图像中的水体信息；确定疑似桥梁区域；拟合初始桥梁边缘线；对初始桥梁边缘线进行分析，拟合得到精确桥梁边缘线。解决了现有技术中，对卫星遥感图像中水体提取存在部分边界不平整及错分现象，致使一部分采用最小二乘法拟合后的初始桥梁边缘线偏离原始桥梁方向，无法精确的获取桥梁边缘线的技术问题。

技术领域

本发明涉及桥梁目标检测技术领域，尤其是涉及一种桥梁目标检测中桥梁边缘线的精确拟合方法。

背景技术

桥梁属于人造目标，是重要的人工建筑和交通枢纽。桥梁目标的识别不仅有利于地理信息的更新和维护，还有助于自然灾害发生时救援队伍和物资的迅速到达；桥梁目标的精确定位对地理信息系统(GIS，Geographic Information System)数据获取、城市建筑部署规划、自然灾害情况评估、救灾路径选取等起着非常重要的作用。

目前，水上桥梁的自动识别可以采用由上而下的知识驱动策略，通过分割直接获取或通过提取河流间接获取；也可以采用由下而上的数据驱动策略，不考虑目标类型，直接对图像数据进行分割、特征提取等处理。关于水上桥梁的自动识别可利用桥梁跨越水面这一基本特征，先提取河流，再识别桥梁。通过提取河流来限定桥梁提取的空间范围，可有效排除复杂背景的干扰，从而保证水上桥梁提取的效率和精度，处理过程针对性、实用性强，便于操作。在桥梁目标提取过程中，可以先提取桥梁边缘点，再进行桥梁边缘线拟合或桥梁边缘线特征提取。在“高分辨率遥感图像中桥梁自动识别方法研究”(杨浩等，《计算机仿真》(2006.09))中提到，基于高分辨率遥感图像，通过水体轮廓搜索潜在桥梁点，并进行直线拟合提取初略桥梁目标。在“高分辨率SAR图像桥梁自动提取算法”(赵冠雄等，《计算机工程与设计》(2014.08))中提到，基于高分辨率SAR图像，利用边界集合间最小距离法提取桥梁边界集合，采用最小二乘法进行桥梁边界线拟合。在“Novel Approach for RecognizingBridges over Water in Large Remote Sensing Images”(Chen，《2008 InternationalSymposium on Computational Intelligence and Design，Wuhan》(2008))中提到，基于空间分辨率为1m的Ikonos-2全色图像，根据河流与桥梁的空间关系提出了一种感兴趣区的选择方法，对获取的子图像(感兴趣区)进行图像分割、轮廓追踪、基于最小二乘法线性拟合，从而提取候选桥梁的特征。然而，如图1(样本1)所示，受影像畸变、建筑物阴影等影响，大幅卫星遥感图像中水体提取存在部分边界不平整及错分现象，致使一部分最小二乘法拟合后的初始桥梁边缘线偏离原始桥梁方向；另外，如图1(样本2)所示，经算法提取后，部分初始桥梁边缘点的端点可能存在误差，即非桥梁边缘的要素点；再如图1(样本3)所示，若桥梁边较短，即实际桥梁边缘像素点较少，误差像素点也会造成拟合的边缘线偏离原桥梁方向。

因此，如何克服卫星遥感图像中水体提取存在部分边界不平整及错分现象，致使一部分采用最小二乘法拟合后的初始桥梁边缘线偏离原始桥梁方向，获取精确的桥梁边缘线，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种桥梁目标检测中桥梁边缘线的精确拟合方法，可获取更为精确的目标桥梁边缘线。

本发明提供了一种桥梁目标检测中桥梁边缘线的精确拟合方法，包括：获取到目标区域的遥感图像，对遥感图像进行预处理，得到预处理图像；提取预处理图像中的水体信息，其中，水体信息包括多个水块；对水块进行匹配，获取疑似桥梁初始边缘点并确定疑似桥梁区域；根据疑似桥梁初始边缘点拟合初始桥梁边缘线；对初始桥梁边缘线进行分析，拟合得到精确桥梁边缘线。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。