基于结构特征的军用机场识别与理解.pdf

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1、第29卷第3期华中科技大学学报VOI.29NO.32001年3月J.HuazhOngUniv.OfSci.&Tech.Mar.2001基于结构特征的军用机场识别与理解叶斌彭嘉雄(华中科技大学图像识别与人工智能研究所)图像信息处理与智能控制教育部重点实验室摘要：提出了军用机场结构特征的提取、识别与理解方法!首先对军用机场图像进行分割、细化、断线自动修补和毛刺分枝自动删除等处理，提取出机场的线状几何结构；然后根据机场主、辅跑道的平行直线特征，与它们之间相连的道路一起构成“日”字“、目”字等结构特征，识别出军用机场

2、；最后根据机场中各设施的几何结构关系识别并理解它们!实验结果表明这种方法能够准确地识别并理解军用机场!关键词：军用机场；结构特征；特征提取；识别；理解中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1000-861（62001）03-0039-04军用机场特征提取、识别与理解是一个很庞与外界相连的公路.这就够成了军用飞机场的大大的工程，它贯穿了图像理解系统的低、中、高三的几何结构.在这些大结构中，主、辅跑道的平行层处理.文献［1］提出了一种基于句法分析的机直线特征是最明显的.场图像理解方法.由于句法分析所要求的

3、运行时图1是一幅典型军用机场图像，由美国间很长，且寻找合适的基本模式元素集合及寻找分析算法（包括描述基本模式元及其相互关系的文法）也很困难，因此在实际应用中处于发展阶段.文献［2］给出了复杂机场图像中跑道的检测方法，但对于机场中的各设施没有作进一步的识别和理解.本文从军用机场的几何结构特征分析入手对军用机场识别和理解进行了系统的研究，并取得了较好结果.!军用机场几何结构分析图1典型军用机场图像IKONOS卫星获得!从图像可以推测出机场主跑道机场识别的难点之一在于机场是一个内涵丰的长度和宽度，另外也可以看出它是

4、东西走向的!富的场景，它包含交通网、建筑物、运动物体和草辅跑道是与主跑道平行的，在战时当主跑道遭到地等，因此图片中的信息多而复杂.尽管机场的内破坏时它起到备用跑道的作用!跑道两端各有一涵非常丰富，但大的几何结构是有规律的.个停机坪，可停40架战机!在机场西侧至少有30每一个军用机场都有一个主跑道和一个辅助个混凝土防弹掩体，每处掩体可容纳3架战机躲跑道，它们是相互平行的，在主、辅跑道两端通过避轰炸!掩体由3条滑行跑道与主跑道相连!整个停机坪连接起来，因此它们构成封闭的矩形结构.机场可以容纳90架战机!另外在这两

5、个跑道中间又有若干个小的道路将它们联系起来，供飞机在主、辅跑道之间运动和地勤"几何特征提取算法人员对飞机的维护.就交通网而言，军用机场一般具有“目”、“日”等几何形状.另外，在辅跑道的一为了能够识别、理解军用机场，提出了基于几侧一般有数个环状的混凝土防弹机库掩体群以及何结构特征的的方法!物体的几何结构主要由线收稿日期：2000-09-26.作者简介：叶斌（1969-），男，博士研究生；武汉，华中科技大学图像识别与人工智能研究所（430074）.基金项目：国防科技预研基金资助项目（98J2.4.6.JW0S04

6、）.40华中科技大学学报200l年段或圆弧等基本要素构成.下面给出处理过程中端点沿着毛刺分支自动跟踪，直到跟踪到节点为的一些基本概念.止，所跟踪到的毛刺分支上的点全部置成背景.图像细化（或线细化）：在军用机场识别与理链码：它是由FreemaH提出的用曲线起点坐解的处理中，图像上的主要信息是不同粗细和不标和线段斜率来描述二值线图形的一种方法.任同形状的线（较粗的笔直主、副跑道，较细的道何一条细线都可用链码序列表示为Cai=ala2⋯路，环状的机库掩体等）.要想准确、有效地提取机an（，0!ai!7）.若始点al

7、和终点an重合，则说场的这些线信息，以便进一步完成识别、理解，必明曲线是闭合的，这在目标的特征提取、识别和理须进行细化.解上是很重要的.线细化就是不断去除曲线上不影响连通性的轮廓像素的过程，在这个过程中保留曲线的多重!军用机场识别与理解处理流程像素，直到目标曲线所有点都是多重像素点为止.对线细化的一般要求是：!.保证细化后曲线的连!."结构特征的获得通性；".细化结果是原曲线的中心线；#.细化处通过四步达到这一目的：图像预处理并二值理速度快；$.保留细线端点.化、图像细化、断线修补和毛刺分枝的删除.根据各种不

8、同的应用，国内外已经发表了许!.#军用机场的识别多线细化算法，这里采用经典细化算法.经典线细!.利用Hough变换［3］找出两条最长的直线，化算法是Hilcitch提出的一种有效的二值图像细计算这两条直线的二个特征：两条直线的像素个化算法，其主导思想是每次扫描删除图像上目标数之比R（a取小于l的）；两条直线对应方向角度的轮廓像素（这些像素必须满足一定条件），直到之比R（c取小于l的）.图像上不存在可