分析彩色城市交通地圖的道路識別與提取

胡衛榮

北京晶眾智慧交通科技股份有限公司 北京100012

對于色彩城市交通地圖來說,可以采用不同顏色要素對城市交通中的內容進行表示。因此,通過顏色差異進行識別和提取是識別的地圖中一項常用方法,可見加強對該項內容的探討意義重大。

1 彩色城市交通地圖的特點

(1)采用不同顏色表示地圖中的不同要素。例如,采用白色表示城市中道路;綠色表示城市中的綠化地帶;藍色表示城市中的水系;棕色表示城市中的建筑。

(2)針對同一地圖要素來說人眼難以對其顏色上差異進行辨別,但是,從事實情況來看,表示同一種地圖要素顏色深淺不一,而且存在不同顏色成分。造成這一現象是因為,紙質地圖使用或印刷原因,掃描期間,地質地圖無法完全放平,通過掃面獲取信息后,存儲到計算機中的圖像避免不了會出現這一問題。

(3)地圖中的不同要素之間會存在過渡帶,這些過渡段顏色的成分較為復雜,分別起來難度較大[1]。

(4)地圖中會存在大量的圖例和文字標識,這些標識都表示不同的機構,而在對地圖中的道路進行提取時,這些標識會被成為噪聲。

2 道路識別的思想與實現

2.1 消除標識帶來的干擾 城市中的道路都用白色表示,而在城中的許多學校、圖書館等建筑都有“文”、“館”等文字的圖標,這寫圖標中具有白色像素,這些標識會對道路提取造成一定程度干擾,因此,在進行道路提取時,要去除標識的干擾。在同一地圖集中,同一種標識的顏色、大小都相同,因此,在去除干擾上可以的采取模板匹配方法消除。模板匹配是一種基本、原始方法,應用效果良好[2]。傳統模板匹配方法在實現上計算大,較為復雜,匹配效率較低,因此,在具體應用期間,可以依據地圖中圖例標識具備特則,對該方法進行適當改進,處理方法如下:

(1)依據地圖中圖標具體大小選擇與之相對應的像素矩陣,進而將其作為模板。

(2)選取圖標中的特征點進行匹配。

(3)模板要在整幅地圖上移動,對比模板和地圖中相同的像素進行對比。

在模板匹配時采用通過改進模板匹配算法,一方面能夠快速找到地圖中所有相同的圖標,進而消除圖表中圖像中白色像素對道路識別和提取的干擾,另一方通過改進的算法與傳統算法相比,其計算量更小,消除干擾速度更快。

2.2 消除地圖中存在的噪聲 在色彩城市交通地圖中,被歸類未噪聲類的各個像素點都采用黑色加以表示,這些噪聲是由圖例標識、文字、依據其它不同類型的噪聲點共同構成。因此,在進行道路識別與提取時,為了能夠高效、準確完成對色彩城市交通地圖中道路的提取,要先去除這些噪聲[3]。具體去除時,這里采用根據噪聲像素的外延特征去除地圖中噪聲的算法。通過對該算法進行應用,能夠很好的將去除掉地圖中的噪聲,進而實現對色彩城市交通地圖中的道路的識別與提取,該方法應用效果良好,能夠滿足應用需求。該噪聲去除方法在具體應用期間就是將色彩城市交通地圖重大所有噪聲類像素進重新歸類,最終被歸為區域類或道路類,進而達到去除噪聲的最終目的。

該方法通過對“有偏”聚類準則進行應用,完成對道路中各項噪聲像素的合理聚類,通過對這一方法的合理應用,能夠將各種噪聲歸類準則更加偏向道路類,進而提高識別效果。特別是當道路上存在的一些較大塊的噪聲現象時,在識別與提取上,該聚類在具體應用期間,能夠實現對道路識別噪聲原因引起的阻斷而發生欠識別問題的合理預防,提高識別效率與準確性[4]。通過聚類方式處理后,基本完成了對道路上各種不同類型噪聲的有效去除,對于道路上的剩余噪聲,可全部都劃入到的區域類中。

2.3 優化最終識別結果 針對色彩城市交通地圖進行去除后,地圖上黑色標示的噪聲類像素全都被去除,地圖上剩余的像素點只有兩種類型,一種是白色,其表示的為道路類像素,另一種為灰色,其是表示的為區域類像素。在對色彩城市交通地圖進行識別和提取期間,若只提取道路類像素,則能夠獲取到的地圖中道路識別和提取的最終結果,完成識別和提取任務。為了獲取到更好的效果,可優化處理。

經過處理后的地圖中可能會還會存在一些孤立噪聲,例如,帶路和區域中分別存在不屬于在區域的獨立噪聲。造成這一現象的原因是在地圖要素聚類時,受掃苗、印刷、周圍環境等問題影響,致使地圖顏色出現了不均勻現象,及時同一地圖要素顏色區域也可能會出現聚類其它類地圖要素現象,同時,地圖之間的不同要素之間還會存在過渡帶,地圖存在大量的噪聲顏色,而在地圖中依據顏色聚類后,可能會產生孤立噪聲[5]。除此之外,地圖道路邊緣或上面存在的圖例、文字等噪聲可能會發生占地面積較大現象,這會發生識別不到位情況,而為了將這些孤立噪聲去除掉,要對數學形態方法進行應用。具體問題處理上,通過對形態學中的腐蝕和膨脹運算進行應用,使上述遇到的各項問題得到解決。

3 結語

色彩城市交通地圖道路識別與提取是一項復雜,并且對技術要求的工作,在實際作業區間,為了提高識別與提取的合理性,要加強對相應技術的探究,實現合理去噪,完成識別與提取。