[发明专利]航拍图像机场区域检测方法

权利要求书

1.一种航拍图像机场区域检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、对于航拍图像中的某一点x₀，其邻域的二阶泰勒展开式为：

L(x0+δx0,s)≈L(x0,s)+δx0T▿0,s+δx0TH0,sδx0]]>

式中，s为尺度，即模板大小；▿0,s=Lx(x0)Ly(x0);]]>H0,s=Lxx(x0)Lxy(x0)Lxy(x0)Lyy(x0);]]>求Hessian矩阵H_0，s的特征值：

U^s,kTH0,sU^s,k=λs,k]]>

对于某一个固定的尺度s，Hessian矩阵的特征值为λ₁，λ₂，设|λ₁|≤|λ₂|；对于线状目标，其满足|λ₁|≈0，|λ₁|<<|λ₂|；若背景暗，目标亮，则λ₂<0；若背景亮，目标暗，则λ₂>0；根据线状目标Hessian矩阵特征值的特点，定义其相应函数：

v(s)=0,if(λ2>0)exp(-Rβ22β2)(1-exp(-S22C2))]]>

式中，β=0.5；C=0.5；R_β=λ₁/λ₂；在尺度范围[s_min，s_max]内，求出响应的最大值作为输出：

v=maxsmin≤s≤smaxv(s);]]>

步骤二、利用Hough变换将不连续的像素边缘连接起来，其直线极坐标方程如下：

ρ=xcosθ+ysinθ

根据直线极坐标方程，原航拍图像空间中的点对应新参数空间中的一条正弦曲线，检测直线的具体过程就是让θ取遍可能的值，然后计算ρ的值，再根据θ和ρ的值对累加数组累加，从而得到共线点的个数；当直线从与x轴重合处逆时针旋转时，θ的值由0°增大到180°，所以由直线极坐标方程可知：其中当且仅当x和y都达到最大且时，由θ和ρ的取值范围和分辨率确定累加器的大小，从而检测直线；

步骤三、对Hough变换后的线段检测结果首先进行线段连接，将位置相近、斜率相近的较短的线段连接成长线段；线段连接方法如下：

①对于线段L₁，倾斜角度为θ₁，两个端点分别记为P₁和P₂，寻找与线段L₁的某一个端点共尺度边的线段L₂，倾斜角度为θ₂，端点分别记为P₃和P₄；

②求线段L₁和线段L₂两两端点间的距离，即Dist(P₁,P₂)，Dist(P₁,P₄)，Dist(P₃,P₂)，Dist(P₃,P₄)；

③条件1：四个距离中最小的距离Min(Dist)小于阈值dist，

条件2：|θ₁-θ₂|<阈值threshold，threshold取6；

条件3：四个距离中最大的距离max(Dist)大于两条直线中最长的长度，

④当步骤③成立时，将线段L1和线段L2连接成为一条长线段，同时删除参与连接的线段L₁和线段L₂；

⑤当步骤③不成立时，继续搜索，有可连接的线段，回到步骤①；没有可连接的线段，结束；

统计确定目标位置的方法如下：

①将斜率的0°～180°分为六个区间，分别统计线段连接步骤输出的所有长线段落在六个区间的数量，即N₁，N₂，N₃，N₄，N₅，N₆；

②求这六个区间中长线段最多的一个区间，即

统计N_max中长线段的起始点坐标，得到目标框的位置。