全卷积神经网络遥感影像道路提取方法

针对人工选取简单特征提取道路效果不理想以及深度神经网络隐藏层信息应用较少的现状,提出一种基于全卷积神经网络的遥感影像道路提取方法。采用初始区域获取、中心线提取、中心线校正的工作流程对资源三号影像进行道路提取。首先自动标注训练样本,完成全卷积神经网络训练,借助卷积层等隐藏层提取的复杂特征获取道路区域;然后依据道路长宽比、形态学运算和格拉斯-普克(Douglas-Peucker,DP)算法完成干扰图斑滤除和断裂区域连接等工作;最后使用Zhang-Suen算法提取中心线,并利用网络首层卷积结果进行中心线校正。实验结果表明,该方法能借助自主学习的特征和网络隐藏层信息实现道路较好提取,不同实验区域中平均准确度在90%以上。     

基于改进的K-means法的高分辨率遥感影像道路提取

针对高分辨率遥感影像中道路提取存在的特征利用问题,提出一种基于改进的K-means算法的道路提取方法。首先根据遥感影像的具体场景进行相应的预处理;在此基础上,利用改进的K-means算法融合道路的光谱特征和纹理特征对图像进行分类,得到初始道路区域;然后利用道路的几何特征滤除非道路区域;最后采用数学形态学方法完善道路信息,得到最终结果。实验结果表明,该方法能实现复杂场景中道路提取,并拥有较好的效果。     

纹理与几何特征在道路提取中的应用

提出一种利用纹理与几何特征的高分辨率遥感影像道路提取方法。首先分析高分辨率遥感影像的纹理特征,提出基于纹理特征的聚类方法,将影像大致分为道路区域和非道路区域,然后选取适当的几何特征指数,剔除道路区域中含有的非道路像素,得到初步道路信息。最后通过数学形态学处理,去除初步道路信息中由于车道线、树木影响而产生的孔洞,最后得到完整的道路信息。实验结果表明,与传统方法相比,该方法能够有效地从高分辨率遥感影像中提取道路。     

基于Lansat7 ETM+影像的城市道路信息提取研究

道路信息是遥感卫星影像中一种重要的地理专题信息，道路信息的提取在卫星数字图像自动解译方面具有理论与方法意义，如果能自动地从遥感卫星影像中提取出道路网，将会简化城市地物目标的分类和测量过程。研究结合了计算机和人在自动检测和识别上的优势，以ETM＋为数据源，提出了遥感卫星影像中道路特征半自动提取的一种方法。研究首先对ETM＋的多光谱影像和15m分辨率的全色影像进行融合，然后通过设计一个高通滤波器和统计滤波器，完成道路信息的检测与识别（其中高通滤波突出地物的线性特征、统计滤波则是消除高通滤波后的一些噪音），最后进行矢量化跟踪完成道路信息的提取。实践结果表明，该方法能够从中等分辨率遥感卫星影像中提取道路信息，取得了较好的精度效果。     

高分辨率多光谱遥感影像中城区道路信息的自动提取

提出一种从高分辨率遥感影像提取城市区域道路网络的方法。该方法采用改进的数学形态学运算方法对影像进行分割,进而得到粗略道路信息网,然后利用道路网的几何特征实现道路与建筑物的有效区分,最后通过抽骨架的方法获得最终道路网中心线。试验数据为某一城区高分辨率卫星影像,并对最终提取的结果进行了评价,结果表明,所提出的方法能够从高分辨率多波段卫星遥感影像上精确、有效、自动提取城区道路网络。     

基于改进区域生长的遥感影像道路提取

提出一种改进区域生长法的遥感影像中道路提取方法。对遥感影像进行[K]均值聚类,实现道路区域和非道路区域的初步分离,并获取区域生长的基准值,按照图像特征计算出区域生长的阈值。依据对道路特性的分析,设计了9个道路路口模型。根据设计的道路路口模型,对区域生长法进行了改进,使得道路的提取按照道路路口模型自动增长。最后通过数学形态学的手段对道路进行优化。实验结果表明使用提出方法所提取道路区域更加完整。     

遥感影像道路的多点同时快速行进提取方法

研究提出了一种基于多点同时快速行进构建最短路径,提取遥感影像道路的方法。该方法依据道路灰度、梯度或边缘特征构建行进速度项,以多个道路特征点作为起始种子点,多点同时快速行进提取遥感影像最小能量图,并以起始种子点为中心点,按照最小能量值对图像区域进行划分,提取相邻区域对应起始点对行进过程中最先接触的鞍点,设定判定准则从鞍点中选取有效鞍点,剔除可能提取的错误捷径,从有效鞍点出发,沿最小能量值减小且梯度变化最快方向逆向搜索至对应起始点对提取最短路径,最终连接最短路径作为提取的道路。研究将该方法应用到ETM+、IKONOS、航空影像等遥感影像数据中,进行不同空间分辨率、不同大小、不同路网条件下道路提取的实验。结果表明该方法仅需少量的道路特征点作为先验知识,即可实现各类型道路信息的提取。提取的道路连续,无需细化、断线连接等后处理,能够实现多条道路的同时提取,具有较高的提取效率。     

快速鲁棒的交通标志检测方法

如何从实景中有效地提取出交通标志是交通标志识别系统的关键,在分析中国道路限速交通标志的颜色和几何形状两种先验特征的基础上,以一种新的颜色滤波方法为基础,获得红色像素在Lab颜色空间中聚类范围的椭圆模型,提取出图像中的红色区域,得到二值化图像,然后采用基于梯度信息的Hough变换圆检测方法获得二值化图像中的圆和椭圆区域,从而实现一种将交通标志先验特征与机器学习算法相融合的智能检测方法。     

高分辨率遥感影像道路提取

针对实际应用中高分辨率遥感影像道路提取自动化程度低的现状,提出了一种半自动的高分辨率遥感影像道路提取方法。方法采用数据预处理、尺度分割、分类以及形态优化的工作流程,对高分一号遥感影像进行道路半自动提取。数据预处理利用NDWI、DNVI获得道路潜在区域,边缘增强突出道路边缘信息;采用多尺度分割切割道路潜在区域,尺度对比法获得道路最优分割尺度;主要依据道路的光谱特征、形状特征制定分类规则集进行分类;运用形态学开启运算、闭合运算优化道路形态。实验结果表明:在样本区域内提取精度达到90%,整景影像提取精度达到80%,且可推广到具有陕北地区地貌特征的高分一号影像道路快速提取应用中。     

基于决策树的面向对象变化信息自动提取研究

为了从不同时相的遥感影像数据中自动提取变化信息且保证其效率,本文结合面向对象分析技术,提出了一种基于决策树变化信息自动提取的新方法。该方法利用影像的特征指数及形状特征、光谱特征、纹理特征等作为特征集,将其作为知识库应用到决策树控制模型中,进而利用该模型实现自动分类。对所得到的分类后影像对象,组织分析其综合属性并作为决策规则再次分类,通过"双重分类"的方式实现面向对象的遥感影像变化信息自动提取。该方法为遥感影像变化信息自动提取提供了新的思路。     

基于区域中心的交互式图像前景提取方法

图像分割是从图像中提取有意义的区域,是图像处理和计算机视觉中的关键技术。而自动分割方法不能很好地处理前景复杂的图像,对此提出一种基于区域中心的交互式图像前景提取算法。针对图像前景的复杂度,很难用单一的相似区域描述前景,文中采用多个区域中心来刻画目标区域。为提升图像分割的稳定性,给出基于超像素颜色、空间位置和纹理信息的相似性度量方法;为确保图像分割区域的连通性和准确性,定义了基于超像素的测地距离计算方法。使用基于测地距离的超像素局部密度,来分析图像的若干区域中心;基于用户交互的方式来分析前景的区域中心,得到图像前景。经过大量彩色图像的仿真表明,在分割过程中利用少量的用户交互信息,可有效提升图像分割的稳定性和准确性。     

利用角度纹理特征提取高分辨率遥感影像中城市主干道路

目的 路网密度是一个地区交通可达性的重要指标,获取影像中的道路像元是计算路网密度的首要环节。本文利用高分遥感影像中城市主干道路光谱特征沿道路方向趋向一致的特性,提取城市主干道路。方法 通过分析像元点的角度纹理图,根据最小灰度方差所在方向设计2维Gabor滤波器。用滤波值数组作为每个像元的表征,借助k均值聚类分割策略将道路像元提取出来,并细化为主干道路网。结果 以完全率、正确率和提取质量作为精度评价指标,以k均值聚类作为分割策略,当分割对象分别为灰度值、灰度共生矩阵、多通道2维Gabor滤波值及本文采用的特征向量时,评价结果分别为0.45、0.51、0.37,0.62、0.70、0.54,0.58、0.66、0.52及0.72、0.78、0.65;以Hough变换法作为提取策略时,评价结果分别为0.41、0.56和0.34;以多尺度分割法作为提取策略时,评价结果分别为0.41、0.56和0.34。由此可知,采用相同分割策略,本文采用的分割对象相较其他对象可以获得更好的分类精度。相较传统的基于线状或面状特征的分类手段,本文方法在精度方面亦具有一定的优势。结论 本文提出了一种全新的道路像元提取方法,通过构造特定方向的2维Gabor滤波值数组进行影像分割。实验表明该方法具有较好的抗噪性和普适性,广泛适用于GF-1、GF-2、IKONS、QuickBird及其他传感器获取的高分辨率遥感影像。     

改进U-Net型网络的遥感图像道路提取

目的 遥感图像道路提取在城市规划、交通管理、车辆导航和地图更新等领域中发挥了重要作用,但遥感图像受光照、噪声和遮挡等因素以及识别过程中大量相似的非道路目标干扰,导致提取高质量的遥感图像道路有很大难度。为此,提出一种结合上下文信息和注意力机制的U-Net型道路分割网络。方法 使用Resnet-34预训练网络作为编码器实现特征提取,通过上下文信息提取模块对图像的上下文信息进行整合,确保对道路的几何拓扑结构特征的提取;使用注意力机制对跳跃连接传递的特征进行权重调整,提升网络对于道路边缘区域的分割效果。结果 在公共数据集Deep Globe道路提取数据集上对模型进行测试,召回率和交并比指标分别达到0.847 2和0.691 5。与主流方法U-Net和CE-Net（context encoder network）等进行比较,实验结果表明本文方法在性能上表现良好,能有效提高道路分割的精确度。结论 本文针对遥感图像道路提取中道路结构不完整和道路边缘区域不清晰问题,提出一种结合上下文信息和注意力机制的遥感道路提取模型。实验结果表明该网络在遥感图像道路提取上达到良好效果,具有较高的研究和应用价值。     

基于彩色信息的尺度不变特征变换图像特征点提取与匹配

针对将彩色图像转化为灰度图像后再进行特征点提取与匹配会丢失彩色信息,可能导致误匹配这一问题,采用一种基于彩色信息的SIFT特征点提取及匹配算法(CSIFT)以实现彩色图像的特征点提取及匹配,结合目标的颜色特征与几何特征,以颜色不变量作为输入图像,再提取特征点并描述特征点周围的信息,通过最近邻匹配法求出图像间的匹配对。实验将该算法应用于视觉里程计中,对相机所拍的相邻两帧图像进行了特征点提取及匹配,并比较了该算法与传统SIFT算法的差异。实验结果表明该算法是有效的。     

Contour extraction of moving objects in complex outdoor scenes

This paper presents a new approach to the extraction of the contour of a moving object. The method is based on the fusion of a motion segmentation technique using image subtraction and a color segmentation technique based on the split-and-merge paradigm and edge information obtained from using the Canny edge detector. The advantages of this method are the following: it can detect large moving objects, the background can be arbitrarily complicated and contain many nonmoving objects, and it requires only three image frames that need not be consecutive provided that the moving object is entirely contained in the three frames. It is assumed that there is only one moving object in the image and the objects are not blurred by their motion so that the edges in the image are sharp. The method was applied to road images containing a moving vehicle, and the results show that the contour was correctly extracted in 18 of the 20 cases. We show that this contour extraction method gives good results for other types of moving objects as well. We also describe how the extracted contour can be used to classify a given vehicle into five generic categories. In this study, 19 out of the 20 vehicles were correctly classified. These results demonstrate that integration of multiple cues obtained from relatively simple image analysis techniques leads to a robust extraction of the object of interest in complex outdoor scenes.Research supported by a grant from the U.S. Department of Transportation through the Great Lakes Center for Truck Transportation Research and by a grant from the National Science Foundation (CDA-8806599).     

轮廓检测的图像检索方法

在图像检索领域中,形状特征是图像的最重要视觉特征之一,利用形状特征进行检索可提高检索的准确性,但形状边界的自动提取一直是图像处理领域多年的难题。为了提高图像精度和准确性,提出一种基于轮廓检测的图像检索方法,首先用色彩聚类的方法对图像进行预处理,对有意义的聚类区域进行边缘追踪,然后采用基于Snake轮廓检测的算法完成图像分割,提取底层形状特征并用傅立叶描述子加以描述,进行相似度匹配。引入支持向量机的相关反馈算法来提高检索精度。实验结果表明了方法的有效性。     

一种基于高分辨率遥感影像的道路提取方法

道路等线性地物的自动提取一直是高分辨率遥感影像研究所关注的内容。论文在分析现有的各种提取方法的基础上,结合城市道路在高分辨率遥感影像上的特点,提出一种半自动的道路提取法。该方法先对遥感影像中的道路点进行采样,统计其光谱特征,然后再在道路上设置道路生长原点,从这些生长原点开始,根据统计得出的道路光谱特征对邻域点进行判断生长,最后对生长出的道路图利用数字形态学进行内部腐蚀和边界平滑处理。试验结果表明,该方法提取道路具有较高的精度和实用性。     

基于综合信息的多尺度视频对象提取算法

提出了一种基于图象颜色和细节信息的多尺度视频对象提取算法。在低尺度下根据颜色信息进行初始粗分割;随着尺度的增加,利用对象的细节信息对分割结果进行细调整,直到达到需要的精度;最后,利用形态学的有关算法对分割区域进行填充、平滑。实验证明,算法的提取速度快、定位准确,可以用于视频序列中关键帧(I帧)的对象提取。     

Pictorial Query Specification for Browsing Through Spatially Referenced Image Databases

A pictorial query specification technique that enables the formulation of complex pictorial queries for browsing through a collection of spatially referenced images is presented. It is distinguished from most other methods by the fact that in these methods the query image specifies a target database image in its entirety whereas in our approach the query image specifies the combination of objects that the target database image should contain rather than being treated as a whole image. The query objects are represented by shape features although other features such as color, texture or wavelets could also be used. Using our technique, it is possible to specify which particular objects should appear in the target images as well as how many occurrences of each object are required. Moreover, it is possible to specify the minimum required certainty of matching between query-image objects and database-image objects, as well as to impose spatial constraints that specify bounds on the distance between objects and the relative direction between them. These spatial constraints can also be used to specify other topological relations such as enclosure, intersection, overlap, etc. Each pictorial query is composed of one or more query images. Each query image is constructed by selecting the required query objects and positioning them according to the desired spatial configuration. Boolean combinations of two or more query images are also possible by use of AND and OR operators. A query image may be negated in order to specify conditions that should not be satisfied by the database images that are retrieved successfully. In addition, a capability is provided to specify whether the same instance of an object is to be used when it appears in more than one of the query images that make up the pictorial query, or whether two different instances are allowed. Several example queries are given that demonstrate the expressive power of this query specification method. An algorithm for retrieving all database images that conform to a given pictorial query specification is presented. The user interface for using this pictorial query specification method to browse the results in a map image database application is described and illustrated via screen shots.     

纹理图象亮度阈值法提取SAR图象居民地

由于微波辐射的复杂特性，从合成孔径雷达图象上提取类似于居民地复杂结构的目标物的研究仍处于探索中．通过研究居民地对合成孔径雷达(SAR)的微波散射特性，分析居民地在SAR图象上的纹理特征，综合利用纹理分析、模式识别和颜色空间变换技术，提出了一种新的提取雷达图象上居民地的方法．该方法在共生矩阵纹理分析的基础上，选取3个合适的特征分量合成彩色纹理特征图象，再通过HIS变换获得亮度分量，使用亮度阈值分割图象来提取出居民地．此方法的特点是，其受雷达系统影响较小，适应性较强，以二值图象的形式记录居民地的提取结果．试验表明，利用此方法在SAR图象上提取居民地具有70％以上的正确识别率．