正射影像上陰影區(qū)域檢測與消除的方法-

1、地理空間信息GEOSPATIAL INFORMATION 第5期收稿日期:2009-06-05航空正射影像圖是攝影測量與遙感的主要產(chǎn)品之一,尤其是高分辨率大比例尺的正射影像圖,已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。然而作為視覺影像的地圖產(chǎn)品,在其成像過程中,由于成像技術(shù)、天氣條件等客觀因素影響,航空影像上存在著不可避免的陰影現(xiàn)象。它的存在破壞了正射影像的視覺解譯能力和審美效果,會(huì)影響后續(xù)的許多圖像處理操作,比如圖像匹配、模式識(shí)別、地物自動(dòng)檢測和提取等,因此非常有必要對(duì)影像上的陰影進(jìn)行處理。而如何對(duì)正射影像上的陰影區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測以及必要的信息增強(qiáng)處理,近年來成為攝影測量與遙感工作者一直關(guān)心

2、的問題。國內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)這一問題進(jìn)行了深入地研究和分析,提出了一些卓有成效的思路和算法。1陰影區(qū)域的檢測提取對(duì)圖像陰影的預(yù)處理操作主要包括陰影區(qū)域的檢測和陰影消除兩個(gè)部分。現(xiàn)有的檢測陰影的算法可根據(jù)是否需要環(huán)境條件的先驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行分類:一類是根據(jù)影像中地物幾何形狀或DSM 數(shù)據(jù)與太陽高度角、相機(jī)參數(shù)等計(jì)算陰影區(qū)域;另一類是根據(jù)影像陰影區(qū)域的共性及其與非陰影區(qū)域的差別提取陰影區(qū)域。本文介紹幾種檢測陰影的算法和思路。1.1基于RGB 色彩空間的陰影檢測1在一些城市區(qū)域航空影像中,高大建筑物、樹木等由于太陽光照形成陰影,導(dǎo)致陰影區(qū)域內(nèi)地物的亮度和對(duì)比度降低,使得陰影區(qū)域和非陰影區(qū)域的像素值存在著差別,

3、我們就可以將這種差別轉(zhuǎn)換成檢測陰影區(qū)域以及對(duì)其進(jìn)行有效增強(qiáng)處理的依據(jù)。RGB 色彩空間是最基本的色彩空間,陰影是有RGB顏色的,但陰影區(qū)域中的像素亮度值一般比非陰影區(qū)域要小,特別是R、G 顏色分量一般都較小,而B 顏色分量則有些特殊,其值的波動(dòng)性相對(duì)略大,分析Oct.,2010Vol.8,No.5地理空間信息GEOSPATIAL INFORMATION 地理空間信息GEOSPATIALINFORMATION 第5期圖5原始影像圖6陰影處理后效果圖3結(jié)語對(duì)高分辨率航空影像上陰影區(qū)域進(jìn)行處理的主要目的是要利用陰影區(qū)域的有關(guān)信息,盡可能消除陰影對(duì)影像處理結(jié)果的不利影響,從而提高后續(xù)的圖像識(shí)別和地物提

4、取分類精度,所以首先要能夠快速準(zhǔn)確檢測出影像上的陰影區(qū)域范圍,并對(duì)其進(jìn)行有效處理。然而影像上的有些陰影區(qū)域是復(fù)雜的不規(guī)則的,在檢測和消除的實(shí)驗(yàn)過程中,使用單一的算法處理有時(shí)達(dá)不到理想的效果。采取哪些最合理最有效的算法或者算法組合,真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測提取陰影區(qū)、消除陰影的同時(shí)不改變非陰影區(qū)的信息,是今后改善算法的主要研究目標(biāo)。參考文獻(xiàn)1王軍利,王樹根.一種基于RGB 彩色空間的影像陰影檢測方法J .信息技術(shù),2002,26(12:7-82喻紅艷,李利軍.彩色航空影像中的建筑物陰影提取J .科學(xué)技術(shù)與工程,2007,7(7:1389-13933王樹根,郭澤金,李德仁.彩色航空影像上陰影區(qū)域信息補(bǔ)償?shù)姆椒↗ .武漢大學(xué)學(xué)報(bào):信息科學(xué)版,2003,28(5:514-5164王樹根,李德仁.正射影像上陰影和遮蔽的信息處理方法研究J .測繪信息與工程,2004,29(4:1-45張力,張祖勛,張劍清.Wallis 濾波在影像匹配中的應(yīng)用J .武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報(bào),1999,24(1:24-276王智均,李德仁.Wallis 變換在小波影像融合中的應(yīng)用J .武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報(bào),2000,25(4:338-3427郭海濤,徐青,張保明.多重約束下的建筑