一种对合成孔径雷达影像中的道路进行半自动提取的方法

摘要

本发明公开了一种对合成孔径雷达影像中的道路进行半自动提取的方法，主要解决现有半自动道路提取方法在提取道路点的过程中人工干预次数多，提取不准确等问题。本发明基于贝叶斯理论思想，其基本思想是：1）人工初始化道路初始位置；2）利用道路提取模型计算道路下一时刻的道路预测值并计算扩展卡尔曼滤波的先验概率密度；3）对参考剖面和目标剖面进行优化处理；4）利用改进剖面匹配获取道路观测值；5）利用道路最新的观测值结合扩展卡尔曼滤波的先验概率密度计算扩展卡尔曼滤波的后验概率密度,即为下一时刻道路提取的最优估计值。本发明参数设置简单，执行速度较快，能够实现在尽可能少的人工干预的同时对道路进行精准的提取。

主权项

一种对合成孔径雷达影像中的道路进行半自动提取的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：打开一幅SAR影像，并预处理；步骤2：人工初始化道路参数；通过在SAR影像道路两侧垂直于道路方向上人工随机选取两个点，道路中心点坐标(r₀,c₀)，道路方向φ₀，道路宽度w，参考剖面长度L；步骤3：构建SAR影像道路提取模型，获取道路预测状态并计算目标剖面；通过道路提取模型得到下一时刻道路的预测状态；设定搜索夹角和步长dt，以系统状态预测值为中心利用参考剖面长度，获得目标剖面的长度LT，同时获取扩展卡尔曼滤波的先验概率密度；步骤4：对参考剖面和目标剖面进行优化处理；每隔一个像素生成平行于参考剖面且长度与参考剖面相同的若干剖面，对生成剖面中相同位置像素进行多视处理，得到经过优化处理后的参考剖面；对目标剖面采用与参考剖面优化处理相同的方法进行优化；步骤5：获取道路观测值及判断；将参考剖面中的像素与目标剖面上对应的像素进行灰度差平方处理，并利用改进剖面匹配算法，将参考剖面中道路面上的像素灰度差平方的权值设定为2，不在道路上的像素灰度差平方的权值设定为1，使得改进剖面匹配算法有效的抑制了道路周边弱散射地物对道路提取的影响；判断能否准确的获取道路观测值，若能够准确的获取，则执行所述的步骤6；若不能够获取，则需要加入人工干预，判断是否到达图像边界，若到达图像边界，则道路提取结束；若没有到达图像边界，则加入人工干预，并回转执行所述的步骤2；步骤6：道路最优估计值的获取及判断；利用所述步骤3获取当前时刻道路先验概率密度和所述步骤5获取的道路观测值进行处理，计算当前时刻的道路最优估计值；判断能否获得准确的最优估计值；若能够获得则将当前时刻的最优观测值作为下一时刻道路的初始值，并回转执行所述的步骤3，直至完成整条道路的提取；若不能够准确获取最优估计值，则需要加入人工干预，判断是否到达图像边界，若到达图像边界，则道路提取结束；若没有到达图像边界，则加入人工干预，并回转执行所述的步骤2。