仅仅依靠阈值分割方法对原始影像进行处理无法将 植被彻底分割出来。其中Ecognition软件中植被提取的公式如下：
[0030] 步骤3 :利用二维OSTU阈值分割法对原始遥感影像进行处理，得到分割后的初步 的绝缘子二值图；
[0031] 二维OSTU阈值分割法是类间最大方差法的扩展，将其求从两个一维分布最大类 间方差扩充为求解类间离散度矩阵的迹的最大值。该方法对原始影像的分割效果较最大类 间差法好很多。因此选择利用二维OSTU阈值分割法进行阈值分割。二维OSTU阈值分割法 的主要步骤：
[0032] (1)建立图像灰度直方图（共有L个灰度级，每个出现概率为p)
[0035] (2)计算背景和目标的出现概率，计算方法如下：
[0037] (3)计算A和B两个区域的类间方差如下：
[0041] 第一个表达式分别计算A和B区域的平均灰度值；
[0042] 第二个表达式计算灰度图像全局的平均灰度值；
[0043] 第三个表达式计算A、B两个区域的类间方差。
[0044] (4)以上几个步骤计算出了单个灰度值上的类间方差，因此最佳分割门限值应该 是图像中能够使得A与B的类间灰度方差的灰度值。
[0045] 步骤4:根据电力塔在原始影像中具有光谱显著性，通过光谱值分割提取电力塔 二值图；
[0046] 步骤5 :根据土壤二值图、植被二值图和电力塔二值图，去除初步的绝缘子二值图 中的土壤、植被和电力塔，得到粗绝缘子二值图；
[0047] 在原始影像中，电力塔与其他地物相比总是比较明显。根据电力塔的显著性特征， 通过遍历原始影像获得三个波段的最大值和平均值，然后用下面的公式提取电力塔二值 图。
[0049] 其中R_、G_、Bniax表示RGB三个波段的最大值，R avCT、GavCT、BavCT表示为RGB三个波 段的平均值。
[0050] 步骤6 :对粗绝缘子二值图进行连通域主方向标记；首先计算每个连通域像素的 像元形状指数，经过统计后得到该连通域主方向；然后利用主方向及像素的形状指数计算 得到该连通域的主轴像素，并将其像素坐标保存；遍历像素坐标的每个主轴像素，在主轴像 素上做一条垂直于主方向的法线，将法线与连通域相交的最远距离保存；
[0051] 连通域的主方向主要是由在某一个方向上长度最长的连通域来确定的。根据像元 形状指数，计算每个连通域的每个像素的每个方向线的长度，记录像元中心的最长长度和 该长度的方向，该连通域的最长长度对应的方向即该连通域的主方向。主轴元素是连通域 中像元中心最长长度的方向是主方向的像素。
[0052] 步骤7 :根据航拍中绝缘子的大小特性，若步骤6中得到的最远距离存在大于60 或者小于10的元素，就将连通域去除；
[0053] 步骤8 :对步骤7中得到的最远距离做进一步处理；根据航拍中绝缘子的形状特 性，求取最远距离的平均值，再将最远距离的每个数值与平均值相减，该处理使得绝缘子的 齿轮特征更加显著；
[0054] 步骤9 :对步骤8中经过进一步处理后的最远距离进行统计，计算相邻的当前最远 距离大于或等于0,而下一个距离小于0的距离长度，如果相同的距离长度积累次数出现大 于3,则可以判定该连通域为绝缘子，最终得到精确的绝缘子二值图。
[0055] 应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
[0056] 应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本 发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权 利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发 明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种无人机巡检航拍复杂背景影像中绝缘子的提取方法，其特征在于，包括以下步 骤： 步骤1 :对原始遥感影像进行颜色空间转换，将RGB影像转换成HSI影像，对转换后的HSI影像提取S变量，利用二维OSTU阈值分割法对S变量二值影像进行处理，得到土壤二值 图； 步骤2 :对原始遥感影像进行处理，得到植被二值图； 步骤3 :利用二维OSTU阈值分割法对原始遥感影像进行处理，得到分割后的初步的绝 缘子二值图； 步骤4:根据电力塔在原始影像中具有光谱显著性，通过光谱值分割提取电力塔二值 图； 步骤5:根据土壤二值图、植被二值图和电力塔二值图，去除初步的绝缘子二值图中的 土壤、植被和电力塔，得到粗绝缘子二值图； 步骤6 :对粗绝缘子二值图进行连通域主方向标记；首先计算每个连通域像素的像元 形状指数，经过统计后得到该连通域主方向；然后利用主方向及像素的形状指数计算得到 该连通域的主轴像素，并将其像素坐标保存；遍历像素坐标的每个主轴像素，在主轴像素上 做一条垂直于主方向的法线，将法线与连通域相交的最远距离保存； 步骤7 :根据航拍中绝缘子的大小特性，若步骤6中得到的最远距离存在大于60或者 小于10的元素，就将连通域去除； 步骤8 :对步骤7中得到的最远距离做进一步处理；根据航拍中绝缘子的形状特性，求 取最远距离的平均值，再将最远距离的每个数值与平均值相减，该处理使得绝缘子的齿轮 特征更加显著； 步骤9 :对步骤8中经过进一步处理后的最远距离进行统计，计算相邻的当前最远距离 大于或等于〇,而下一个距离小于〇的距离长度，如果相同的距离长度积累次数出现大于3， 则可以判定该连通域为绝缘子，最终得到精确的绝缘子二值图。2. 根据权利要求1所述的无人机巡检航拍复杂背景影像中绝缘子的提取方法，其特征 在于：步骤2中是利用Ecognition软件中RGB植被提取公式，对原始遥感影像进行处理。
【专利摘要】本发明公开了一种无人机巡检航拍复杂背景影像中绝缘子的提取方法，首先将原始影像转换成HSI影像利用H变量提取土壤，并根据Ecognition中植被提取公式从原始影像提取植被和根据电力塔的显著性通过光谱值分割提取电力塔，然后利用二维OSTU阈值分割法对原始影像进行分割提取粗提取绝缘子图并与植被、土壤二值图和电力塔进行差运算得到粗绝缘子二值图；寻找二值图的每个连通域的主方向并沿主方向的法方向遍历得到距离直方图，若直方图具有规律性则判断为绝缘子，最终提取到效果良好的绝缘子图像。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN105261011
【申请号】CN201510612844
【发明人】李辉芳, 江万寿
【申请人】武汉大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月22日