一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，具體包括以下步驟：讀取非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像；對(duì)非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行灰度處理或中值處理，以進(jìn)行去噪，得到灰度圖像；對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割，以得到圖像提取結(jié)果；對(duì)圖像提取結(jié)果進(jìn)行鄰域范圍內(nèi)的邊界合并，以得到平滑校正的合并圖像；存儲(chǔ)合并圖像。本發(fā)明提供的一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，能夠針對(duì)非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行特征提取和校正，對(duì)影像進(jìn)行增強(qiáng)、特征分割和目標(biāo)識(shí)別，從而使得圖像變得真實(shí)可用。
【專利說明】一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，屬于數(shù)字圖像處理與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，有地控點(diǎn)的無人機(jī)系統(tǒng)圖像精確，利用這種圖像進(jìn)行特征提取效果優(yōu)異，但這種無人機(jī)及其系統(tǒng)的價(jià)格昂貴。
[0003]而無地控點(diǎn)的普通非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)拍出來的照片清晰度有限，需要大量的后期校正和特征提取才能使圖像變得真實(shí)可用，而現(xiàn)有的特征提取方法常常無法滿足特征分割與目標(biāo)識(shí)別的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，能夠針對(duì)非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行特征提取和校正，對(duì)影像進(jìn)行增強(qiáng)、特征分割和目標(biāo)識(shí)別，從而使得圖像變得真實(shí)可用。
[0005]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供了一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，具體包括以下步驟:
[0006](I)讀取圖片大小不超過IGB的非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像；
[0007](2)對(duì)非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行灰度處理或中值處理，以進(jìn)行去噪，得到灰度圖像；
[0008](3)對(duì)灰度圖像的灰度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到灰度統(tǒng)計(jì)圖；當(dāng)灰度統(tǒng)計(jì)圖趨于正態(tài)分布時(shí)，采用最大類間方差方法計(jì)算分割閾值，再利用二值分割方法對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割，即得到黑白影像的圖像提取結(jié)果；當(dāng)灰度統(tǒng)計(jì)圖有多峰時(shí)，則采用空間核函數(shù)擬合方差方法得到多閾值，再利用多值分割方法對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割，即得到多階灰度影像的圖像提取結(jié)果;
[0009](4)對(duì)圖像提取結(jié)果進(jìn)行鄰域范圍內(nèi)的邊界合并，以得到平滑校正的合并圖像；
[0010](5)存儲(chǔ)合并圖像。
[0011]步驟(2)中，對(duì)非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行灰度處理，具體包括以下步驟:將非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行色域仿射變換，使其轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像的二進(jìn)制矩陣組類型，得到非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像的R通道矩陣分量、G通道矩陣分量和B通道矩陣分量，分別對(duì)三個(gè)通道矩陣分量進(jìn)行灰度化處理，再采用三個(gè)通道矩陣分量中的最大值作為新的灰度矩陣的對(duì)應(yīng)值，得到灰度圖像。
[0012]步驟(2)中，對(duì)非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行中值處理，具體包括以下步驟:對(duì)于非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像中的每個(gè)目標(biāo)像素，對(duì)于圖像上的每個(gè)目標(biāo)像素設(shè)置一個(gè)模板，所述模板包括目標(biāo)像素的N*N鄰域范圍內(nèi)的臨近像素，用模板中所有像素的平均值替換目標(biāo)像素的值，得到中值處理后的灰度圖像；所述N為設(shè)置值。
[0013]步驟(4)在合并過程中，利用線性濾波方法進(jìn)行平滑處理，最終得到平滑校正后的合并圖像。
[0014]本發(fā)明基于其技術(shù)方案所具有的有益效果在于:
[0015](I)本發(fā)明提供的一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，通過針對(duì)非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行灰度處理或中值處理，能夠?qū)δ：跋襁M(jìn)行去噪，以提高特征提取的精度；
[0016](2)本發(fā)明提供的一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，針對(duì)灰度圖的不同狀態(tài)采取不同的分割方法，具有針對(duì)性，能夠提高分割效率和分割效果，進(jìn)而提高特征提取的精度；
[0017](3)本發(fā)明提供的一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，尤其對(duì)于大小在IGB以內(nèi)的非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像處理效率高；
[0018](4)本發(fā)明提供的一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，在進(jìn)行合并時(shí)采取平滑校正策略，能夠增強(qiáng)圖像，從而使得圖像變得真實(shí)可用。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]本發(fā)明提供了一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，具體包括以下步驟:
[0021]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供了一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，具體包括以下步驟:
[0022](I)讀取非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像；所述圖片大小不超過1GB。
[0023](2)對(duì)非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行灰度處理或中值處理，以進(jìn)行去噪，得到灰度圖像:
[0024]若對(duì)非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行灰度處理，具體包括以下步驟:將非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行色域仿射變換，使其轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像的二進(jìn)制矩陣組類型，得到非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像的R通道矩陣分量、G通道矩陣分量和B通道矩陣分量，分別對(duì)三個(gè)通道矩陣分量進(jìn)行灰度化處理，再采用三個(gè)通道矩陣分量中的最大值作為新的灰度矩陣的對(duì)應(yīng)值，得到灰度圖像。
[0025]若對(duì)非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行中值處理，具體包括以下步驟:對(duì)于非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像中的每個(gè)目標(biāo)像素，對(duì)于圖像上的每個(gè)目標(biāo)像素設(shè)置一個(gè)模板，所述模板包括目標(biāo)像素的N*N鄰域范圍內(nèi)的臨近像素，用模板中所有像素的平均值替換目標(biāo)像素的值，得到中值處理后的灰度圖像。
[0026](3)對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割，以得到圖像提取結(jié)果:
[0027]對(duì)灰度圖像的值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到灰度統(tǒng)計(jì)圖；
[0028]若灰度統(tǒng)計(jì)圖趨于正態(tài)分布，則采用最大類間方差計(jì)算分割閾值，再利用二值分割方法對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割，得到黑白影像，即圖像提取結(jié)果；若灰度統(tǒng)計(jì)圖有多峰，則采用空間核函數(shù)擬合方差方法得到多閾值，再利用多值分割方法對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割，得到多階灰度影像，即圖像提取結(jié)果。
[0029]若灰度統(tǒng)計(jì)圖趨于正態(tài)分布，則采用最大類間方差計(jì)算分割閾值，再利用二值分割方法對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割，得到黑白影像，即圖像提取結(jié)果；若灰度統(tǒng)計(jì)圖有多峰，則采用空間核函數(shù)擬合方差方法得到多閾值，再利用多值分割方法對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割，得到多階灰度影像，即圖像提取結(jié)果。
[0030]本步驟中，可以采用OTSU方法、OSP-OTSU方法、Mean Shift方法等多種方法進(jìn)行閾值分割。
[0031](4)對(duì)圖像提取結(jié)果進(jìn)行鄰域范圍內(nèi)的邊界合并，以得到平滑校正的合并圖像:利用線性濾波方法進(jìn)行平滑處理，最終得到平滑校正后的合并圖像。即指在圖像上對(duì)目標(biāo)像素給一個(gè)模板，該模板包括了其周圍的臨近像素，例如，若是3*3鄰域，則將目標(biāo)像素為中心的周圍8個(gè)像素作為一個(gè)濾波模板，即去掉目標(biāo)像素本身；5*5鄰域則將目標(biāo)像素周圍24個(gè)像素作為一個(gè)濾波模板，再用模板中的全體像素的平均值來代替原來像素值。
[0032](5)存儲(chǔ)合并圖像。
【權(quán)利要求】
1.一種非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，其特征在于具體包括以下步驟: (1)讀取圖片大小不超過IGB的非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像； (2)對(duì)非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行灰度處理或中值處理，以進(jìn)行去噪，得到灰度圖像； (3)對(duì)灰度圖像的灰度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到灰度統(tǒng)計(jì)圖；當(dāng)灰度統(tǒng)計(jì)圖趨于正態(tài)分布時(shí)，采用最大類間方差方法計(jì)算分割閾值，再利用二值分割方法對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割，即得到黑白影像的圖像提取結(jié)果；當(dāng)灰度統(tǒng)計(jì)圖有多峰時(shí)，則采用空間核函數(shù)擬合方差方法得到多閾值，再利用多值分割方法對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割，即得到多階灰度影像的圖像提取結(jié)果; (4)對(duì)圖像提取結(jié)果進(jìn)行鄰域范圍內(nèi)的邊界合并，以得到平滑校正的合并圖像； (5)存儲(chǔ)合并圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，其特征在于:步驟(2)中，對(duì)非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行灰度處理，具體包括以下步驟:將非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行色域仿射變換，使其轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像的二進(jìn)制矩陣組類型，得到非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像的R通道矩陣分量、G通道矩陣分量和B通道矩陣分量，分別對(duì)三個(gè)通道矩陣分量進(jìn)行灰度化處理，再采用三個(gè)通道矩陣分量中的最大值作為新的灰度矩陣的對(duì)應(yīng)值，得到灰度圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，其特征在于:步驟(2)中，對(duì)非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像進(jìn)行中值處理，具體包括以下步驟:對(duì)于非測(cè)量型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像中的每個(gè)目標(biāo)像素，對(duì)于圖像上的每個(gè)目標(biāo)像素設(shè)置一個(gè)模板，所述模板包括目標(biāo)像素的N*N鄰域范圍內(nèi)的臨近像素，用模板中所有像素的平均值替換目標(biāo)像素的值，得到中值處理后的灰度圖像；所述N為設(shè)置值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非量測(cè)型相機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)圖像特征提取方法，其特征在于:步驟(4)在合并過程中，利用線性濾波方法進(jìn)行平滑處理，最終得到平滑校正后的合并圖像。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104392236SQ201410773969
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】趙茹玥, 陳剛, 許偉, 吳鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）