遮挡检测算法分比较研究
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遮挡检测算法分比较研究
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作者：
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日期：
2
遮挡检测算法分析比较研究
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建筑论文
遮挡检测算法分析比较研究
王玉锋
全吉成
刘
宇
王宏伟
赵秀影
（中国人民解放军空军航空大学航空航天情报系，吉林
长春
130022
）
【摘
<
/p>
要】
真正射影像不仅具有地图的几何精度，
可以直接进行地物尺寸和距
离的测量，
而且具有更好的视觉效
果。
有效的遮挡检测是真正射影像制作关键环
节，
国内外学者提出了许多遮挡检测算法，
在进行遮挡区域检测的过程中各有优<
/p>
劣。
通过对主要的遮挡检测算法原理和处理过程进行对比分析，<
/p>
总结了各个算法
的优缺点，
为寻求高效准
确的遮挡检测算法提供参考，
并提供了一些可以改进的
建议。<
/p>
关键词
真正射影像；遮挡检测；
Z-Buffer
算法；
PBI
算法
A Comparative Study of Occlusion
Detection Algorithm
WANG
Yu-feng
QUAN
ji-cheng
LIU
Yu
WANG
Hong-wei
ZHAO
Xiu-ying
(Aerospace Intelligence
department, The aeronautical university of the
China People Liberation Airforce,
Changchun Jilin 130022,
China
）
【
Abstract
】
True orthophoto has not only the
geometric accuracy of
map, can be
directly measured object size and distance, and
has better
visual effect. Effective
occlusion detection is a key link in true
orthophoto
production,
domestic
and
foreign
scholars
have
put
forward
a
lot
of
occlusion
detection
algorithm,
in
each
have
advantages
and
disadvantages
in
the
process
of
the
occlusion
detection.
Based
on
the
3
comparative
analysis of the main occlusion detection algorithm
principle,
summarizes
the
advantages
and
disadvantages
of
each
algorithm,
for
reference
to
the
efficient
and
accurate
occlusion
detection
algorithm,
and provide some suggestions for
improvement of occlusion detection
Algorithm.
【
Key
words
】
True
orthophoto
；
Occlusion
detection
；
Z-Buffer
method
；
PBI Algorithm
作者简介：王玉锋（
1990
—）
，男，汉，本科，在读硕士生，主要研
究遥感影
像的几何校正。
0
前言
正射影像在保持地图的几何精度下
具有更好的影像视觉特征
[1]
，在正射影像
< br>上，用户可以直接进行地物尺寸和距离的量测等。在
GIS
数据库中，正射影像
的地位越来越重要，
但在地形起伏大，<
/p>
大比例尺的城市地区航空影像来说，
由于
相机倾斜及高层建筑物的原因致使其存在严重的遮蔽现象。
传统的正射校正只考
虑地形的产生的像点位移，
不考虑地形和地面目标产生的遮挡现象，
在城市大比
例尺正射影像上建筑物倾斜遮挡的情况非常严重，
影响了影像信息的有效解译和
利用。
20
世纪
90
年代以来，
随着对数字地图质量的要求越来越高，
真正射影像
的制作方法
引起了国内外学者的广泛关注。
真正射影像生成的过程中，
需要
解决
的核心问题是高效稳健的遮蔽检测过程
[2]
，在相关的研究中学者们提出了许多
算法，
本文旨在
通过对这些算法的分析比较，
找到这些算法的共同特点和优缺点，
以寻求更准确高效的遮挡检测算法。
目前，
遮蔽检测算法根据处理时采用
的地表数据形式的不同，
可分为基于栅格
4
数据的遮挡检测算法和基于矢量
数据的遮挡检测算法；
根据基本原理的不同，
可
分为
Z-buffer
算法、基于角度的遮挡检测算法
和基于高程的遮挡检测算法，以
及基于这些算法和数据特点的衍生算法。
1
Z-Buffer
算法
Z-Buffer
算法
[3]
的依据是：在同一条投影光线上的所有地物
点，距离摄影中
心近的地物点离投影中心远的地物点。
在进行遮
挡检测时，
需要记录原始影像上
各个像点对应的
Z-Buffer
矩阵和
DSM
网格的可见性矩阵，分别记为
p_buffer
和
P_visible
，其中
p_buffer
记录了对应物点
P
和像点
< br>p
的距离
D
和该物点
P
的坐标。
采用
Z-Bu
ffer
算法进行遮挡检测的过程为：
首先将
< br>p_buffer
的深度都
设置成无穷远，
DSM
网格的可见性都设置成可见，对
DSM
网格上的点
P
根据
共
线方程进行校正时，计算点
P
对应的像点
p
和它们的距离
D
，根据
p
的坐标
取出对应的
p_
buffer
，假如
0
＜
p_buffer_D
，将
p_buffer
中记录的物点位置记
录为不可见，并使
p_b
uffer_D=D
，
p_buffer_P=P
，否则将物点
P
记录为不可
见，循环完成对整幅影像的可见性分析。
Z-Buffer
算法思路简单、计
算量小、效率高，但这种算法也存在致命的缺陷，
只有在一个物点对应一个像点的前提下
才能得到理想的效果，
当一个物点覆盖多
个像点时就可能导致伪
可见和
M-Portion
问题，当一个像点覆盖多个临近物点
时就可能导致伪遮挡的问题。因此
Z-Buffer
算法很难适应成像倾角大和地形起
伏较大的影像。
从
Z-B
uffer
算法进行遮挡检测的过程可以看出，只有遮挡检测全部完成以后
才能确定所有地物点的可见性，
遮挡检测和灰度赋值必须单独依次进行，
这两个
过程中都需要根据共线方程计算像点坐标，
< br>出现了严重的重复计算。
因此，
学者
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