تشخيص عوارض مصنوعي (انسان‌- ساز) در تصاوير هوايي با استفاده از ويژگي‌هاي فراكتال و پردازش ريخت‌شناسي

Man-made Object Detection Based on Fractal Features and Morphological Operations in Aerial Images

چكيده: پردازش تصاوير هوايي يكي از زمينه‌هاي جديد در كاربرد فناوري‌هاي نوين مي‌باشد كه روندي رو به رشد دارد و در حوزه نظامي نيز پركاربرد است. بر اين اساس، اين مقاله روشي خودكار جهت تشخيص اشيا مصنوعي مانند هواپيما، تانك و ساير ماشين‌هاي جنگي در تصاوير هوايي CCD را با استفاده از تركيب ويژگي‌هاي فراكتال D (بعد فراكتال) و K (ناحيه بعد) و نيز عمليات ريخت‌شناسي ارايه مي‌كند. در اين مقاله ويژگي‌هاي فراكتال از لحاظ نظري بررسي شده و با اعمال "روش پوشش پتو" ويژگي‌هاي مذكور استخراج و تصاوير مربوط به آن‌ها محاسبه مي‌شود. سپس براي طبقه‌بندي تصاوير ويژگي‌ها به دو قسمت عوارض مصنوعي و پيش‌زمينه طبيعي، از هيستوگرام آن تصاوير استفاده مي‌شود. در نهايت جهت تعيين دقيق محل و تعداد عوارض مصنوعي بر روي تصاوير طبقه‌بندي شده، پردازش ريخت‌شناسي انجام مي‌گيرد. نتايج نشان مي‌دهند كه روش پيشنهادي نسبت به روش‌هاي قبل در تشخيص تعداد و محل عوارض مصنوعي دقت بالاتري دارد.

Abstract: Aerial image interpretation is one of new rising high-tech application fields, and it’s proverbially applied in the military domain. Accordingly an algorithm based on combination of fractal features and morphological operations, for automatic detection of man-made objects such as: aircraft, tanks and war machines in CCD (Charge-coupled device) aerial images is presented. In this paper, the fractal features include D (fractal dimension) and K (D-dimension area) are theoretically studied, Then by applying "the blanket covering method" the fractal features and their images are calculated. The histogram of feature images is used for classifying the images into two parts: artificial objects and natural background. Then, morphological processing is done on segmented images to determine the exact location and number of man-made objects. The results have revealed that the proposed method in comparison with the previous methods has higher accuracy on determining the location and number of man-made objects from CCD images.