RU2536668C2

RU2536668C2 - Способ распознавания объектов

Info

Publication number: RU2536668C2
Application number: RU2011134715/08A
Authority: RU
Inventors: ХИБЛЬ Манфред
Original assignee: Еадс Дойчланд Гмбх
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2014-12-27
Also published as: WO2010083806A3; EP2389646A2; RU2011134715A; US8594438B2; WO2010083806A2; BRPI1007400A2; DE102009005565A1; US20110311106A1; AU2010206343B2; AU2010206343A1

Abstract

Изобретение относится к средствам распознавания объектов на изображении. Техническим результатом является повышение точности распознавания за счет корреляции горизонталей на изображении. Способ включает запись первого и второго продольного профиля целевого района, записываемых через задаваемый промежуток времени по отношению друг к другу, установление профиля разности высот на основании указанных продольных профилей, разделение профиля разности высот на эквидистантные горизонтальные плоскости сечения высоты, расчет позиций центров тяжести площадей окруженных соответствующими горизонталями горизонтальных плоскостей сечения высоты площадей, передачу установленного профиля разности высот и рассчитанных центров тяжести площадей в систему классификации объектов. 4 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к способу распознавания появления новых объектов или исчезновения старых объектов в заданном целевом районе на земной поверхности, осуществляемому путем сравнения снимков целевого района, записанных в различные моменты времени, с помощью системы для классификации объектов, основанной на базе данных объектов.

Дистанционное обнаружение изменений, также называемое как "Change detection", является способом дистанционной разведки в целях регистрации и картографирования изменений состояния земной поверхности между двумя или более следующими друг за другом снимками дистанционной разведки. При этом регистрация и картографирование могут производиться как визуально (визуальная интерпретация изображения), так и с помощью способов цифровой обработки изображений. При этом объект распознается как объект, если он появляется заново или внезапно более не присутствует. Таким образом, распознавание объектов ограничивается реально существующими изменениями.

Обычно при способе "Change detection" на следующих друг за другом снимках производится поиск определенных цветов, которые, однако, при определенных условиях нельзя обнаружить, так как за некоторый промежуток времени соотношение света и тени изменилось.

Задача изобретения состоит в разработке улучшенного способа, который может распознавать реально существующие изменения.

Эта задача решена посредством способа, охарактеризованного в независимом пункте формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления способа являются предметом зависимых пунктов формулы.

Для распознавания появления новых объектов или исчезновения старых объектов в заданном целевом районе на земной поверхности, осуществляемого путем сравнения снимков целевого района, записанных в различные моменты времени, с помощью системы для классификации объектов, основанной на базе данных объектов, в соответствии с изобретением выполняются следующие шаги:

- запись первого и второго продольного профиля целевого района, при этом оба продольных профиля записывают через задаваемый промежуток времени по отношению друг к другу,

- установление профиля разности высот на основании первого и второго продольного профиля, при этом для нормирования профиля разности высот коррелируют друг с другом горизонтали;

- разделение профиля разности высот на эквидистантные горизонтальные плоскости сечения высоты,

- расчет позиций центров тяжести площадей окруженных соответствующими горизонталями горизонтальных плоскостей сечения высоты площадей,

- передача установленного профиля разности высот и рассчитанных центров тяжести площадей в систему для классификации объектов.

Соответствующий изобретению способ, как и известный способ "Change detection", базируется на сравнении двух записанных в различные моменты времени снимков целевого района. Посредством сравнения изображений возможно, например, на основании только лишь измерения высот (измерения расстояний) с последующей сортировкой высот выявить изменения продольного профиля и сопоставить его с объектом. При этом сопоставление производится с помощью базы данных сравнительных объектов. При достаточно хорошем разрешении, при этом разрешение по горизонтали и вертикали соответственно составляет менее 10 см, форма найденного объекта классифицируется в трех измерениях и, тем самым, обеспечивается автоматическое распознавание объекта с помощью основанной на базе данных системы сравнения.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении точности распознавания объектов, в частности в минимизации вероятности нераспознавания реально существующих объектов.

Соответствующий изобретению способ имеет возможность применения в различных спектральных диапазонах. Так, например, продольные профили могут быть записаны с помощью LIDAR, RADAR или SODAR. Продольные профили могут быть записаны, например, с помощью соответствующего линейного сканера, который работает в соответствующем спектральном диапазоне.

Согласно изобретению распознанные профили разности высот раскладываются на эквидистантные горизонтальные плоскости сечения высоты. Целесообразно, если областям, которые находятся внутри задаваемого интервала высоты, могут быть соотнесены с единым цветом. При этом для наблюдателя создаются преимущества при визуальном отображении профиля разности высот на экране. Наблюдатель может сразу визуально распознать различия, если, например, в отдельном случае посредством более точного анализа сценария есть вероятность получения лучших результатов.

При разложении профиля разности высот на продольные профили возникают окруженные горизонталями площади. Из этих областей посредством интегрирования рассчитывается центр тяжести этих площадей. Центр тяжести рассчитывается следующим образом:

где

задает замкнутую площадь.

При этом центр тяжести площади просто непрерывной области определенной высоты задает сечение через объект.

Если центры тяжести площадей двух не совпадающих во времени определений продольных профилей совпадают, то это соответствует факту, что объект не был ни добавлен, ни удален. Если центр тяжести продольного профиля переместился, то из этого можно сделать вывод, что речь идет либо о новом, либо об удаленном старом объекте.

В особой форме выполнения изобретения рассчитывается площадь разности высот соседних горизонталей и дополнительно вводится в систему для классификации объектов. Тем самым, возможно определить симметричные изменения объема между двумя следующими друг за другом во времени продольными профилями. При симметричных изменениях объема возникает случай, когда на основании одного лишь определения центра тяжести площади нельзя распознать изменение. Тем самым, путем дополнительного определения площади разности высот также происходит подтверждение симметричных изменений. При этом площадь разности высот может отображать как истинную, так и мнимую площадь, в зависимости от того, идет ли речь при изменениях объема о горе или о долине. В любом случае даже при симметричных соотношениях при удалении или добавлении объекта возникает отличная от нуля разностная площадь нетто.

Для нормирования профиля разности высот отдельные горизонтали рациональным образом коррелируют друг с другом.

Кроме того, с помощью соответствующего изобретению способа можно объединять друг с другом продольные профили, которые были записаны в видимом и/или инфракрасном и/или радарном диапазоне. Тем самым, можно зарегистрировать и проанализировать большее количество информации из целевого района.

Claims

1. Способ распознавания появления новых объектов или исчезновения старых объектов в заданном целевом районе на земной поверхности, осуществляемый путем сравнения снимков целевого района, записанных в различные моменты времени, с помощью системы для классификации объектов, основанной на базе данных объектов, включающий:
- запись первого и второго продольного профиля целевого района, при этом оба продольных профиля записывают через задаваемый промежуток времени по отношению друг к другу,
- установление профиля разности высот на основании первого и второго продольного профиля, при этом для нормирования профиля разности высот коррелируют друг с другом горизонтали;
- разделение профиля разности высот на эквидистантные горизонтальные плоскости сечения высоты,
- расчет позиций центров тяжести площадей окруженных соответствующими горизонталями горизонтальных плоскостей сечения высоты площадей,
- передача установленного профиля разности высот и рассчитанных центров тяжести площадей в систему для классификации объектов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что области, которые находятся внутри задаваемого интервала высоты, соотносятся с единым цветом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что рассчитывают площадь разности высот соседних горизонталей и дополнительно вводят в систему для классификации объектов.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что рассчитывают площадь разности высот соседних горизонталей и дополнительно вводят в систему для классификации объектов.

5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что посредством указанной системы классифицируют объекты путем сравнения установленного профиля разности высот и рассчитанных центров тяжести площадей с соответствующими данными базы данных объектов.