一种航拍图像中水上桥梁的实时识别算法.pdf

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1、第3期电子学报VoI.35No.32007年3月ACTAELECTRONICASINICAMarch2007一种航拍图像中水上桥梁的实时识别算法唐林波，赵保军（北京理工大学电子工程系，北京100081）摘要：桥梁识别在军事上和民用上都有重要的意义，国内外已有的一些研究虽然取得了一定效果，但大多数都对目标图像有些限制要求，使用范围不广.而且都是基于PC机的仿真算法，不能用于实时处理的场合.本文提出了一种基于FPGA和DSP的知识基桥梁目标自动识别算法，本算法对桥梁形状没有特别要求，能够对航拍或遥感图像中的桥梁进行实时识别.不仅能够对近景图像进行识别，也能对远景图像进行

2、识别，而且能识别一幅图像中的多个桥梁.关键词：航拍图像；实时识别；知识；形态学中图分类号：TP391.41文献标识码：A文章编号：0372-2112（2007）03-0511-04AReal-timeRecognitionAlgorithmofBridgesAboveWaterinAeriallmagesTANGLin-bo，ZHAOBao-jun（DepartmentofElectronicEngineeringBeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China）Abstract：Recognitionofbridge

3、splaysimportantrolesinbothmilitaryandcivilfields.Theexistingresearcheshavegotsomeachievements，butmostofthemcanonlybeappliedinsomelimitedimages.What’smore，allofthemaresimulationalgo-rithmsbasedonPC，sotheycannotbeusedinreal-timeapplications.Areal-timeknowledge-basedautomaticrecognitional

4、gorithmofbridgeswasintroduced.ThisalgorithmisbasedonFPGAandDSP，whichcanbewidelyusedinaerialimagesorremotesensingimages.Itcanbeappliedtonotonlycloseshotimages，butalsodistantshotones.Atthesametime，itcanrecognizeseveralbridgesinonepicture.Keywords：aerialimages，real-timerecognition，knowled

5、ge，morphology!引言像的边缘相与，即得到仅包含河流和桥梁部分的边桥梁是重要的人工建筑，是交通要道.对桥梁识别缘.的研究，在军事上和民用上都有重要意义.从现有的研在这个过程中所使用究看，已提出的桥梁识别算法大多基于知识，但也有少的知识如下：部分使用经典模式识别和模板匹配算法.虽然这些算法取得了一定效果，但也存在适用范围不广或处理速度慢（1）桥梁的灰度和河的缺陷，其中最突出的是它们或多或少地对目标图像提流两岸陆地的灰度十分接［1~5］出一些限制要求.另外，目前已有的研究中，基本上近，而且它们的灰度值比都是基于PC机的仿真算法，不能进行实时处理.本文将较高；介

6、绍一种基于FPGA和DSP的识别算法，可以对桥梁目（2）河流的面积比较标进行实时识别.大，灰度值较低，且灰度均"桥梁识别算法的流程匀，表现为方差很小.这个过程主要包括二本文的这套识别算法是基于知识的自动目标识别值化、形态学处理、边缘检算法，本算法分为目标探测和目标定位两部分：目标探测过程的目的是找出桥梁可能存在的区域.测和感兴趣区边缘提取等由于本文主要针对水上桥梁，因此桥梁出现的场景都伴几个步骤.整个识别算法的流程如图1所示：随有河流.由于桥梁的灰度范围和灰度梯度与河流都有目标探测过程是在FPGA中实现的，形态学处理和明显差别，因此，只要检测出河流，便很容易确定是否

7、存边缘检测的FPGA实现在文献［6］和［7］中有介绍，而在桥梁并找出它们的位置.所以，本算法首先提取出水Cann算子的详细的FPGA实现方法比较复杂，作者将域，同时提取出整个图像的边缘.然后将水域和整个图另文发表.图像二值化的FPGA实现将在第3.1节介绍.而目标定位和检验过程是在DSP中完成的.收稿日期：2005-09-05；修回日期：2005-11-22512电子学报2007年目标定位过程使用的知识为：桥梁横跨在河流上，在航空图片中识别桥梁的分割算法，即利用高斯-拉普桥梁两端都是河流，即：沿着桥梁边缘的法线方向向两拉斯算子对原图像进行滤波，保留象素梯度变化缓