航拍图像中水上桥梁识别技术

摘要

目标自动识别技术在军事上和民事上的应用价值都很高。桥梁作为目标识别的典型代表，已经成为人们研究的热点。本文针对航拍图像，提出了一种基于知识的桥梁目标识别方法，即利用桥梁的先验知识，来指导桥梁识别每一步处理。由于航拍高度的不同，导致桥梁在图像中的结构特征也不相同，故将桥梁识别技术分为高空航拍图像的桥梁识别与低空航拍图像的桥梁识别两个研究重点。高空航拍图像的桥梁识别中，桥梁在图像中占有的比例非常小，在高空航拍图像中表现为一长矩形。利用河流区域来辅助识别桥梁，首先，结合河流梯度均匀的特征，采用图像梯度与阈值相结合的方法对航拍图像进行粗略分割。通过面积法与灰度特征相结合的方法来剔除分割图像中存在的干扰区域。然后通过区域生长算法，实现分割后残缺河流区域的修补。最后，根据河流区域的截断位置来确定桥梁区域。低空航拍图像的桥梁识别中，桥梁在图像中占有的比例相对于高空航拍图像较大。采用河流与桥梁结构相结合的特征来对桥梁进行识别。通过改进的Otsu分割算法，对低空航拍图像进行分割，去除一些干扰区域。采用Hough变换与弗里曼链码法相结合的直线检测方法，来检测桥梁轮廓直线。最后通过桥梁与河流的纹理知识，采用纹理特征与几何特征匹配相结合方法，对桥梁进行识别。结合以上桥梁识别算法，开发了航拍图像桥梁识别系，实现了航拍图像数据的录入、航拍图像中的桥梁识别以及桥梁识别结果的存储等功能。设计了高空与低空航拍数据，分别进行高空航拍桥梁识别与低空航拍桥梁识别的实验。

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缩略词

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3目标识别的一般策略及相关技术

1.4本文的研究内容和研究成果

第二章航拍图像的预处理

2.1 航拍图像特点

2.2图像去噪

2.3图像增强

2.4本章小结

第三章高空航拍图像中桥梁识别

3.1 桥梁先验知识的建立

3.2 桥梁图像的分割

3.3 河流轮廓的提取

3.4 桥梁的定位

3.5 本章小结

第四章低空航拍图像中桥梁的识别

4.1桥梁模型的建立

4.2图像的分割

4.3桥梁检测

4.4桥梁的识别

4.5本章小结

第五章实验平台介绍及实验结果

5.1识别系统总体设计

5.2 航拍图像识别效果

5.3 本章小结

第六章总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文