本發(fā)明涉及數(shù)字影像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高分辨遙感影像建筑物自動(dòng)提取的方法。
背景技術(shù)：
信息科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)研究證實(shí)，航空航天高分辨影像數(shù)據(jù)存在大量信息冗余。如何從海量冗余遙感影像中發(fā)現(xiàn)、提取和識(shí)別有用的建筑物信息，是信息科學(xué)領(lǐng)域不適定問(wèn)題，也是攝影測(cè)量遙感、計(jì)算機(jī)視覺等領(lǐng)域亟待解決的難題。遙感影像建筑物自動(dòng)提取方法，主要分為由下至上(Bottom To up：BT)的提取影像特征，建立特征結(jié)構(gòu)，進(jìn)而學(xué)習(xí)分類影像類(包括建筑物)；從高層語(yǔ)義入手，利用先驗(yàn)知識(shí)、上下文信息和推理規(guī)則的由上至下(Top to Down：TD)影像目標(biāo)((建筑物))學(xué)習(xí)；以及混合由下至上和由上至下的影像提取分析算法。
基于多傳感器影像和多光譜影像建筑物提取方面，主要是利用多光譜空間變換和掩模方法，基于參考數(shù)據(jù)集進(jìn)行非混合源信號(hào)的盲源分離。例如利用Moore–Penrose偽逆矩陣改善獨(dú)立分量分析，基于種子點(diǎn)目標(biāo)獨(dú)立分量分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑物掩模分離。在高分辨率寬角度影像研究方面，利用高重疊的Along-track和Across-track方向立體影像，建立城市建筑立體模型：綜合利用先驗(yàn)知識(shí)、影像特征和建筑物模型幾何特征，建立證據(jù)規(guī)則；采用支持向量機(jī)(SVM)進(jìn)行遮擋側(cè)面監(jiān)督分類，再用證據(jù)規(guī)則推理實(shí)現(xiàn)建筑物遮擋側(cè)面提取。在多智能體解決復(fù)雜城市目標(biāo)提取方面，利用衛(wèi)星影像的多光譜特征和空間結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行面向?qū)ο蟮挠跋穹治?；然后進(jìn)行顧及光譜特征、紋理特征和目標(biāo)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行多目標(biāo)分類；最后將影像分類結(jié)果作為輸入數(shù)據(jù)，由多智能體系統(tǒng)結(jié)合上下文關(guān)系和目標(biāo)結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行影像目標(biāo)的分析與提取?，F(xiàn)有技術(shù)中雖然提出的建筑物提取算法較多，但并不涉及在確定顯著性區(qū)域后如何提取影像中的建筑物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高分辨遙感影像建筑物自動(dòng)提取的方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨遙感影像建筑物目標(biāo)和位置的自動(dòng)提取，從而推動(dòng)攝影測(cè)量遙感自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)步。
一種高分辨遙感影像建筑物自動(dòng)提取的方法，所述方法包括：
步驟1、對(duì)待處理的高分辨遙感影像進(jìn)行二維離散傅里葉變換；
步驟2、根據(jù)所得到的傅里葉變換結(jié)果獲得所述高分辨遙感影像的頻譜與相位譜；
步驟3、對(duì)所得到的頻譜取對(duì)數(shù)，并進(jìn)行高通濾波處理和對(duì)數(shù)頻譜求差處理；
步驟4、根據(jù)所述對(duì)數(shù)頻譜求差處理結(jié)果構(gòu)建影像的顯著性圖；
步驟5、由所構(gòu)建的影像的顯著性圖檢測(cè)得到顯著性區(qū)域，并基于所述顯著性區(qū)域確定原影像上待識(shí)別的建筑物區(qū)域；
步驟6、對(duì)該待識(shí)別的建筑物區(qū)域進(jìn)行影像差分處理，并對(duì)差分處理后的影像進(jìn)行傅里葉變換，依據(jù)傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行建筑物頻譜檢測(cè)。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，上述方法能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨遙感影像建筑物目標(biāo)和位置的自動(dòng)提取，從而推動(dòng)攝影測(cè)量遙感自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)步。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供高分辨遙感影像建筑物自動(dòng)提取的方法流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例所提供高分辨遙感影像建筑物自動(dòng)提取的方法流程示意圖，所述方法包括：
步驟1、對(duì)待處理的高分辨遙感影像進(jìn)行二維離散傅里葉變換；
在該步驟中，具體處理過(guò)程為：
對(duì)待處理的M×N遙感影像f(x,y)進(jìn)行二維離散傅里葉變換，得到：
其中，M,N是遙感影像的行、列數(shù)；u，v為離散傅里葉變換后F(u，v)頻率域參數(shù)；F(u，v)的實(shí)部和虛部分別為：
步驟2、根據(jù)所得到的傅里葉變換結(jié)果獲得所述高分辨遙感影像的頻譜與相位譜；
在該步驟中，所得到的高分辨遙感影像的頻譜為
相位譜為
步驟3、對(duì)所得到的頻譜取對(duì)數(shù)，并進(jìn)行高通濾波處理和對(duì)數(shù)頻譜求差處理；
在該步驟中，頻譜取對(duì)數(shù)的結(jié)果為：L(u,v)＝log|F(u,v)|；
高通濾波處理的結(jié)果為：其中，G(u,v)選取梯形高通濾波器；
對(duì)數(shù)頻譜求差處理的結(jié)果為：
步驟4、根據(jù)所述對(duì)數(shù)頻譜求差處理結(jié)果構(gòu)建影像的顯著性圖；
在該步驟中，所構(gòu)建的影像顯著性圖為：
其中，x，y為高斯窗g(x,y)的參數(shù)，為卷積運(yùn)算，“F-1”為傅里葉逆變換。
步驟5、由所構(gòu)建的影像的顯著性圖檢測(cè)得到顯著性區(qū)域，并基于所述顯著性區(qū)域確定原影像上待識(shí)別的建筑物區(qū)域；
在該步驟中，所得到的顯著性區(qū)域表示為：
所確定的原影像上待識(shí)別的建筑物區(qū)域表示為：
f(x,y):(x,y)∈O(x,y)＝1。
步驟6、對(duì)該待識(shí)別的建筑物區(qū)域進(jìn)行影像差分處理，并對(duì)差分處理后的影像進(jìn)行傅里葉變換，依據(jù)傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行建筑物頻譜檢測(cè)。
在該步驟中，影像差分處理后的結(jié)果表示為：▽f(x,y):(x,y)∈O(x,y)＝1；
對(duì)差分處理后的影像進(jìn)行傅里葉變換后的結(jié)果表示為：
F(▽f(x,y)):(x,y)∈O(x,y)＝1，其中，“F”為傅里葉變換。
由于影像中大部分能量集中在低頻區(qū)，而且頻譜是中心對(duì)稱的，進(jìn)行中心移頻后，建筑物影像頻譜存在中心對(duì)稱的高能量“十字”線或中心對(duì)稱的高能量直線，故可據(jù)此進(jìn)行建筑物頻譜檢測(cè)。
進(jìn)一步的，依據(jù)傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行建筑物頻譜檢測(cè)的過(guò)程具體為：
首先，依據(jù)傅里葉變換結(jié)果，若檢測(cè)到顯著性區(qū)域的頻譜(移頻中心后)存在中心對(duì)稱的高能量十字線或高能量直線，則進(jìn)一步判斷：
當(dāng)所述中心對(duì)稱的高能量十字線或高能量直線與u，v軸非重合時(shí)，判定該顯著性區(qū)域?yàn)榻ㄖ铮?/p>
當(dāng)所述中心對(duì)稱的高能量十字線或高能量直線與u，v軸重合時(shí)，則將原影像旋轉(zhuǎn)一定角度，若在新的頻譜中，該中心對(duì)稱的高能量十字線或高能量直線與u，v軸非重合，則判定該顯著性區(qū)域?yàn)榻ㄖ铮环駝t，判定該顯著性區(qū)域不是建筑物。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨遙感影像建筑物目標(biāo)和位置的自動(dòng)提取，從而推動(dòng)攝影測(cè)量遙感自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)步。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。