Extração semiautomática de contornos de telhado de edifícios com base em snakes e programação dinâmica

Abstract

Este trabalho apresenta um método para a extração de contornos de telhado de edifícios a partir de imagens digitais tomadas sobre cenas urbanas complexas. O método proposto é baseado na otimização de uma função de energia snakes, que representa contornos de telhado de edifícios em imagens digitais, através da técnica de otimização por programação dinâmica. Como a grande maioria dos contornos de telhado de edifícios possui lados retilíneos se interceptando em ângulos retos, foram aplicadas restrições à função de energia snakes de modo a atender esta condição geométrica. A principal vantagem de se usar o algoritmo de programação dinâmica para otimizar a função de energia snakes é o aumento do raio de convergência, quando comparado com o que é normalmente obtido na solução original baseada em cálculo variacional. A avaliação experimental foi realizada a partir de dados reais e os resultados obtidos na inspeção visual e análise numérica dos experimentos mostraram o potencial do método para a extração de contornos de telhado de edifícios a partir de imagens digitais.

This paper presents a method for building roof contours extraction from digital image taken over complex urban scenes. The proposed method is based on the optimization of a snakes' energy function that represents building roof contours in digital images by using the dynamic programming optimization technique. As most of the building roof contours contains straight edges intercepting at right angles, appropriate geometrics constraints are enforced into the original snakes' energy function. The main advantage of using the dynamic programming algorithm for optimizing the snakes' energy function is the augmentation of the pull-in-range, when compared to the one that is usually obtained in the original solution based on variational approaches. Experimental evaluation, including visual inspection and numeric analysis, was performed by using real data and the obtained results showed the potentiality of the proposed method for extracting building roof contours from digital imagery.