高分辨率遙感影像中道路提取方法的研究

內(nèi)容概要

道路是一種重要的地理專題信息，高分辨率遙感影像為道路信息的及時更新提供了一條有效的途徑．從高分辨率遙感影像中提取道路網(wǎng)已成為攝影測量與遙感、地理信息系統(tǒng)及計算機視覺等領(lǐng)域的研究熱點。
在高分辨率影像中，道路呈現(xiàn)出復(fù)雜的特征，提取道路牽涉許多問題。本書介紹了與道路提取有關(guān)的多個方面的內(nèi)容，包括國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，弱對比道路邊緣線的提取，路面一維紋理，分割路面點的馬爾可夫隨機場模型，解算隨機場能量函數(shù)的圖割方法和置信傳播方法，分割路面點的模糊C均值模型和感受野模型，道路條帶的修整、連接和矢量化等。
本書可供從事基礎(chǔ)地理信息更新、城市地形圖導(dǎo)航等研究工作的科技人員閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

前言
第一章 緒論
 1．1 引言
 1．2 道路的圖像特征
 1．3 道路提取算法中的共同問題
 1．4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
第二章 道路邊緣線的提取方法研究
 2．1 經(jīng)典直線提取方法
 2．1．1啟發(fā)式連接法
 2．1．2 層次記號編組法
 2．1．3 Hough變換
 2．1．4相位編組法
 2．2 利用動態(tài)規(guī)劃和改進的相位編組法提取道路邊緣線
 2．2．1 動態(tài)規(guī)劃的基本概念
 2．2．2 動態(tài)規(guī)劃模型的基本要素
 2．2．3 動態(tài)規(guī)劃模型的建立
 2．2．4 動態(tài)規(guī)劃的求解方法
 2．2．5 用于邊緣檢測的動態(tài)規(guī)劃模型
 2．2．6 改進的編組區(qū)獲取法
 2．2．7 利用動態(tài)規(guī)劃理論從組合編組區(qū)中檢測道路外邊緣線
 2．3 總體實驗結(jié)果與分析
 2．3．1 影像選取
 2．3．2 實驗中參數(shù)值的設(shè)定
 2．3．3實驗結(jié)果分析
 2．3．4 精度評價
第三章 分割道路影像特征值的獲取
 3．1 圖像分割的必要步驟
 3．2 常用的道路分割特征值
 3．3 一維道路紋理特征的提取
 3．3．1 角度一紋理特征的基本原理
 3．3．2一維Gabor濾波器設(shè)計
 3．3．3 確定道路方向
第四章 FCM分割模型
第五章 結(jié)合空間信息的FCM算法
第六章 基于MRF的圖像分割模型
第七章 利用Graph Cuts方法分割道路
第八章 基于感受野模型的路面點分割方法
第九章 道路條帶的修整和矢量化
第十章　總結(jié)與展望
參考文獻　

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   第八章 基于感受野模型的路面點分割方法 8.1 引 言 在視覺研究歷史上，視網(wǎng)膜各細胞中被研究得最早、最廣泛、最深入的是神經(jīng)節(jié)細胞（GC）。早在1938年Hartline就在蛙的單的根視神經(jīng)纖維上記錄到電反應(yīng)，并首次引入感受野的概念。在脊椎動物的視網(wǎng)膜上，由于光刺激產(chǎn)生的視細胞反應(yīng)，經(jīng)過視網(wǎng)膜內(nèi)的水平細胞、雙極細胞和無足細胞傳送給神經(jīng)節(jié)細胞，變成脈沖信號，再經(jīng)過外側(cè)膝狀體傳達到大腦的視區(qū)。這一傳遞路徑稱為視覺信息傳遞通路。通路上的神經(jīng)元，并不是簡單把輸入的信息原封不動作為輸出傳送出去。一個神經(jīng)元通過它的突觸可以接受很多神經(jīng)元傳來的輸入，組合這些輸人信息并進行某些處理，然后將輸出傳給許多其他的神經(jīng)元。因此，視覺系統(tǒng)中的一個神經(jīng)元的反應(yīng)要受到許多視細胞反應(yīng)的影響。能夠影響某一個神經(jīng)元反應(yīng)的視網(wǎng)膜上的區(qū)域，即該神經(jīng)元接收信息所涉及視網(wǎng)膜的范圍被稱為感受野。 8.2幾種視覺神經(jīng)元感受野的性質(zhì) 視覺系統(tǒng)內(nèi)任何一種神經(jīng)元細胞（包括光感受器細胞、水平細胞、雙極細胞和無足細胞），都有其各自視網(wǎng)膜上的感受野，當(dāng)然細胞的感受野要比眼睛的視野小得多。不同視覺神經(jīng)元細胞的感受野具有不同的性質(zhì)。 8.2.1光感受器的感受野 光感受器細胞分為視桿細胞和視錐細胞，它們在黑暗中處于部分去極化狀態(tài)，持續(xù)釋放遞質(zhì)，因此對閃光刺激的反應(yīng)均是超極化反應(yīng)，稱為光致超極化作用，這時遞質(zhì)釋放能量少。無論刺激多強，它們都只能給出分級的超極化電位，因此光感受器神經(jīng)元屬于無沖動神經(jīng)元。視桿對光的反應(yīng)要比視錐反應(yīng)更敏感，視錐超極化反應(yīng)的持續(xù)時間比視桿更短，其回復(fù)到靜息電位的時間比視桿要短得多。視桿和視錐的感受野由于感受器之間廣泛存在直接耦合（經(jīng)間隙連接）而變得比較大。在鱉視網(wǎng)膜內(nèi)桿一桿相互作用距離可達500～1000／μm，錐一錐相互增強作用距離僅達50μm。 8.2.2水平細胞的感受野 水平細胞的感受野是視網(wǎng)膜中已知細胞種類中最大的，它不僅接收許多感受器的輸入，而且水平細胞之間存在廣泛的電突觸，所以水平細胞的感受野遠遠大于其本身樹突野的面積。例如，魚類水平細胞的樹突野直徑在30～150μm，而其感受野的直徑可達2～5mm。 大多數(shù)水平細胞對任何波長可見光的反應(yīng)（S電位）僅呈超極化的分級電位，它們屬于L型（亮度型）水平細胞。色覺發(fā)達的動物，如金魚和鱉存在C型（色度型）水平細胞，對其某波段光刺激反應(yīng)為超極化，對別的波段則產(chǎn)生去極化。C型水平細胞又可分為雙相型和三相型兩類。水平細胞也屬于只能產(chǎn)生分級反應(yīng)而不產(chǎn)生動作電位的神經(jīng)元。 8.2.3雙極細胞的感受野 雙極細胞與光感受器、水平細胞相似，對光刺激只產(chǎn)生分級電位，而不能產(chǎn)生動作電位。引人注目的是它們的感受野明顯地呈現(xiàn)中心和周邊同心圓拮抗方式，其可以分為兩類：一類細胞對感受野中心的光刺激呈現(xiàn)去極化反應(yīng)，稱為去極化或給光一中心雙極細胞；另一類細胞對中心光照呈現(xiàn)超極化反應(yīng)，稱為超極化或撤光一中心雙極細胞。雙極細胞的感受野中心區(qū)反應(yīng)取決于光感受器一雙極細胞，可直接輸入，而周邊區(qū)反應(yīng)由水平細胞輸入決定。由于水平細胞之間存在廣泛的電耦合，雙極細胞的感受野周邊比中心區(qū)大得多。

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