基于Canny?ROA算子和Hough变换的SAR图像道路检测

付凯城++张竹馨++曲毅

摘 要： 提出了一种高分辨率SAR图像的道路提取算法。首先对SAR图像进行FROST滤波，去除相干斑噪声，再融合Canny算子和ROA算子提取边缘点，并对图像边沿的信息进行补偿，然后使用平行线滤波滤除相关地物对道路检测的影响，最后利用Hough变换提取线特征，并对断裂的直线进行连接。实验结果表明，该方法能有效滤除护栏等地物的影响，对直线道路具有良好的检测效果。

关键词： 合成孔径雷达； 道路检测； Canny?ROA算子； Hough变换； 平行线滤波

中图分类号： TN958?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）23?0001?04

Canny?ROA operator and Hough transform based road

detection according to SAR image

FU Kaicheng， ZHANG Zhuxin， QU Yi

（Department of Information Engineering， Engineering College of CAPF， Xian 710086， China）

Abstract： A road extraction algorithm according to high?resolution synthetic aperture radar （SAR） image is proposed. The FROST filtering is conducted for SAR image to eliminate the coherent speckle noise. The Canny operator and ratio of average （ROA） operator are fused to extract the peripheral points， and compensate the information of the image edge. And then the pa?rallel filtering is used to filter out the influence of the related ground objects on road detection. The Hough transform is used to extract the line feature， and connect the broken lines. The experimental results show that the proposed algorithm can effectively filter out the influence of fence and other ground objects， and has good detection effect on straight road.

Keywords： synthetic aperture radar； road detection； Canny?ROA operator； Hough transform； parallel filtering

0 引 言

道路作为典型的人造地物，是现代交通体系的重要组成部分。道路信息在城市规划、交通评估、军事打击等诸多领域都起到重要的作用[1]。

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种主动式微波遥感传感器，突破了光学遥感易受外界条件影响的局限，具有全天时、全天候的工作特点，在军事和民用领域都有着广泛的应用。

SAR图像道路检测对目标识别、地图更新等方面具有重要的辅助意义，是图像目标检测的一个重要内容。与可见光图像加性噪声不同，SAR图像的噪声是乘性的。这就使得传统的可见光边缘检测方法对SAR图像的处理效果不好。对SAR图像应用Robert算子、Laplace算子、Canny算子等可见光图像边缘检测方法，会产生许多与真实边缘混杂在一起的虚假边缘，使得边缘信息的可信度降低。1988年，Ridha Touzi等人提出了均值比检测算子（Ratio of Averages，ROA）[2]。该算子基于像素值的比率，在像素的邻域内取值，有效去除了乘性相干斑噪声的影响，并具有恒虚警特性[3]，但边缘定位不够准确。据此，可将ROA算子与可见光图像边缘检测算子如Canny算子结合，提高SAR图像边缘检测的能力。

大多数道路的边缘都是两条平行线，即道路存在平行的双边缘的先验信息。可依据此先验信息对边缘检测后的SAR图像进行滤波，提高道路检测的准确性。

边缘检测得到的道路边缘只反映了图像的局部变化，且存在断裂情况，需要对其进一步处理，以提取线特征，检测出图像中的道路[4]。线特征提取的代表性方法有：Hough变换[5]、Radon变换[6]、相位编组[7]等。其中，Hough变换是一种线到点的变换，巧妙地利用直线与点的对偶关系，将线段的提取问题转化成变换域像素点的计数问题。Hough变换具有全局性好、抗噪性强的优点，能够将断裂的边缘连接起来。此外，Hough变换也可用来检测曲线[8]。

5 结 语

本文提出了一种基于高分辨率SAR图像的直线道路提取算法。首先采用FROST滤波滤除相干斑噪声；其次采用Canny算子和ROA算子进行边缘检测，获得了较好的边缘定位效果，并对图像边沿的信息进行了补偿；然后采用平行线滤波滤除了道路周围地物的影响；最后采用Hough变换提取线特征。结果证明本文的算法对直线道路具有良好的检测效果。

参考文献

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