基于阴影搜索法的飞机目标遥感图像分割研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第1期地理与地理信息科学VoI．22No．12006年1月GeographyandGeo。。InformationScienceJanuary2006基于阴影搜索法的飞机目标遥感图像分割研究杨桄1,2,3张柏，王宗明，刘岩鹤2(1．中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林长春130012；2．空军航空大学特种专业系，吉林长春130022；3．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：介绍阈值分割的原理并分析传统图像分割中阈值的确定方法；为

2、提高对飞机目标遥感图像的分割效果。采用阴影搜索法对图像阈值进行判定。该算法对图像进行横向或纵向扫描。根据像素的变化频率判定阴影区域并确定目标与背景的关系，实现图像分割中最优阈值的自动提取。该算法克服了传统方法灵敏度低对分割效果的影响，有很好的通用性和有效性。关键词：阈值分割；阴影搜索法；飞机目标中图分类号：TP75文献标识码：A文章编号：1672—0504(2006)01—0048—03图像分割是从图像中提取有意义区域的过程，是把范围外的灰度变为0。可用下面公式表示：图像处理、分析的一项基本内容

3、，是一种解释图像的r0fu．x，y)

4、读效率和速1．2传统阈值判定方法度。图像分割是把图像中的目标分成许多感兴趣的区传统的图像阈值判定方法是根据图像的特点确域，与图像中的物体目标相对应。在现代战争中，飞机定一个阈值进行二值变换[7-9】，如果不满意再进行是重要的军事目标，也是侦察和打击的主要对象之一。调整。这种方法效率较低，称为半自动阈值分割。因此，研究航空图像中飞机目标的阈值分割方法是实现直方图法要求图像的前景与背景分布为正态分飞机目标自动识别的关键。本文提出阴影搜索法对机布，即图像的直方图呈现较明显的双峰(图1)。当一场上飞机目

5、标进行阈值分割，取得了令人满意的效果。幅图像的直方图具有双峰时，可以选择两峰之间的1飞机目标的阈值分割谷点作为阈值。该方法比较简单，但两个峰值相差很远时不适用，因为前景与背景可能有一部分灰度1．1阈值分割原理值是共有的。其缺点是：当背景光照不均或受阴影在遥感图像中提取目标轮廓，最直接的方法就是等因素影响时错误率较高，因此，依赖背景灰度的正把图像进行二值化，分为目标与背景(目标为白色，背态分布来确定阈值存在局限。景为黑色)两部分，实质上就是对每个像素确定一个阈值，根据阈值决定当前点是目标点还是背景

6、点[引。当前点阈值判定的错误率越低，对于目标性质的判定难度就越小。对图像进行二值化有3种方法：(1)设阈值为T，则当前点f(x，y)表示为：={。255050l0Dl50200255图l具有明显双峰的灰度直方图(2)设阈值为T，把规定范围内的灰度变为255，Fig．1Greyhistogramwithdistinctdouble—apices收稿日期：2005-09-29；修订日期：2005—11—09基金项目：国家自然科学基金资助项目(40401003)；中科院知识创新工程重要方向项目(KZC

7、X3一SW一356)作者简介：杨桄(1975一)，男，博士研究生。研究方向为遥感影像自动解译与GIS应用开发。E—mail：yg2599@sina．o3m维普资讯http://www.cqvip.com第1期杨桄等：基于阴影搜索法的飞机目标遥感图像分割研究第49页除上述两种方法外，还有一种类似于直方图法些随机灰度的像素对阈值的选取带来难以预计的后的自适应图像阈值方法，该方法可以看作是直方图果，因此在阈值分割前要对图像进行去噪处理。可法的改进。以选用多种滤波函数对图像进行处理，根据图像特1．3基于

8、阴影搜索法的图像分割点，笔者选择了中值滤波法。该方法是均值滤波的在机场目标的判读中，判定飞机的位置、数量和一种改进，在滤波中，用邻域内像素灰度的中间值代类型非常重要。但是飞机在停机坪上投下的阴影替像素灰度平均值。此算法的优点是既可以消除高(造成背景不均匀)对图像的阈值产生了重大影响。频噪声，又能保持图像轮廓边缘的清晰度⋯1。大部分阴影被误判成目标，而飞机本身则被判定为背2．2基于阴影搜索法的飞机目标阈值分割景，这就失去了直方图法应用的前提。考虑机场目标在实际操作中，用单一阈值对图像进行分割，因图