基于显著轮廓特征的SAR图像轮廓匹配新方法

在以星载SAR图像作为基准图、机载/弹载SAR图像作为实时图的匹配导航和精确制导研究中,传统基于点特征的匹配方法存在特征点数目过多,误匹配率较高,容易受噪声及灰度变化影响等问题.该文提出一种基于显著轮廓特征的SAR图像"由粗到精"的匹配新方法.该方法在对SAR图像进行预处理的基础上,采用改进的模糊C均值聚类(FCM)的图像分割方法来提取闭合轮廓特征;采用归一化轮廓中心距离描述符进行双向匹配,获得强鲁棒性的粗匹配轮廓对;在粗匹配轮廓上采用改进的局部二值模式(LBP)算子得到精匹配结果.试验结果表明,该方法在图像旋转、空间变化以及噪声干扰较大的情况下,具有精确性高、鲁棒性强的优势,适宜遥感SAR图像匹配.     

基于轮廓曲线和局部特征点的自动人耳识别

针对人耳识别问题,提出了一种由粗到细的两步识别方法.首先采用边界跟踪算法从侧脸图像上提取外耳及其轮廓曲线,然后利用基于改进Hausdorff距离的轮廓曲线对齐方法对图像库进行筛选得出候选的人耳图像,最后通过使用广义外耳局部特征点匹配方法从候选图像中精确匹配出与待测人耳相同的图像.采用轮廓曲线和局部特征点作为识别特征向量,利用改进Hausdorff 距离作为匹配量度方法,实现了基于2-D灰度侧脸图像的完全自动人耳识别,较有效地克服了光照和旋转角度变化对外耳识别的影响.实验结果表明,该方法计算量小、适应性强、鲁棒性好,极具实用价值.     

一种基于封闭均匀区域的SAR图像配准方法

为克服图像间灰度差异、旋转差异和尺度差异对SAR图像配准精度的影响,该文利用均匀区域在SAR图像中的灰度统计特性,提出一种基于稳定封闭均匀区域的SAR图像配准算法。首先基于多尺度非线性扩散理论,提取得到轮廓保持性较好的封闭均匀区域;然后构建具有仿射不变性的区域特征,采取基于多边形拟合的区域粗匹配方法和基于重合度的区域精匹配方法,实现由粗至精的区域匹配;最后用匹配区域的质心点构建图像变换模型。实验结果表明,该算法配准精度高,能有效克服待配准图像之间的灰度差异、旋转差异和尺度差异,对噪声具有较好的适应性。     

基于区域SIFT特征的凝胶图像间蛋白点匹配算法

针对传统匹配算法对旋转和扭曲图像匹配效果不佳的问题,提出一种基于蛋白点区域SIFT(Sale Invariant Feature Transform)特征的凝胶图像间蛋白点匹配算法.首先,提取蛋白点区域SIFT特征;然后,根据SIFT特征实现蛋白点粗匹配,并采用RANSAC (Random Sample Consensu)方法剔除误匹配特征点;最后,通过计算粗匹配点集之间的TPS(Thin Plate Spline)变换关系,采用几何相关法完成蛋白点间的精匹配.通过对国际凝胶图和Bio-Rad公司测试图等不同图源的凝胶图像进行蛋白点匹配实验,结果表明,该算法具有较高的匹配精度,其匹配误差小于2.2％,对旋转和扭曲图像同样具有良好的鲁棒性.     

SAR图像多尺度配准的小波域最小割模型方法

 针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)图像提出了一种基于小波域改进最小割(Improved Minimum Cut,简称IMC)模型的多尺度配准方法.该方法首先将小波分解后的高频信息与SAR图像的特性相结合,用以指导在低频子图像中基于IMC模型的图像分割,从而获得两幅图像中完整的区域轮廓特征,然后通过融合开闭轮廓的信息,分别利用统计直方图和Hausdorff距离获取配准参数并对之细化,最后通过逐层校正参数完成多尺度的配准.实验结果表明,该方法能避免斑点噪声对轮廓提取和匹配的影响,能够实现具有平移、尺度和旋转变化的亚像素级精度的SAR图像配准.     

一种基于各向异性尺度空间的SAR图像匹配算法

针对斑点噪声对合成孔径(SAR)图像匹配算法的影响,提出了一种基于各向异性尺度空间的SAR图像匹配算法。首先,采用加性算子分裂算法解方案来构建各向异性尺度空间,在滤除斑点噪声的同时更好地保留图像细节;然后,在非线性尺度空间中提取特征点,并采用改进的SURF描述子描述特征,弱化斑点噪声对匹配的影响;最后,采用变换参数约束策略筛选匹配点对,提高匹配正确率。该方法既保持了同名点的精度还增加了同名点的数量,通过对不同极化、时相、波段以及不同视角下多种地物的匹配实验,验证了该方法的优越性。     

基于等积环投影与Zernike矩的快速模板匹配

为增强工业级机器视觉系统的实时性和稳定性,本文提出一种基于等积环投影与Zernike矩的具有旋转不变性的快速模板匹配方法,该方法采用由粗到精匹配策略,在粗匹配阶段以等积环投影向量作为特征进行匹配得到候选点集,再基于Zenrike矩进行精确匹配.主要创新点为提出复杂度低、抗噪性强和具有旋转不变性的等积环投影向量特征,并利用圆对称性在八分圆法基础上进一步降低Zernike矩计算量.经理论分析和实验对比验证,此法在保障匹配精度前提下,其匹配速度胜于当前同类最优算法,且对高斯噪声及线性亮度变化有强鲁棒性.     

应用特征轮廓四边形的热红外图与可见光图配准

热红外图与可见光图的融合分析在智能安防和故障检测中应用广泛.针对同一场景下两图像在融合过程中难以匹配的问题,提出了一种基于特征轮廓四边形的图像配准方法.首先通过分割算法分别对热红外图和可见光图进行过滤;再进行边缘轮廓点的检测和轮廓的重新绘制;然后通过算法筛选出特征轮廓并进行多边形近似,生成特征轮廓的外接四边形;将此四边形顶点代入改进的单应性变换模型计算参数,其中加入了位移变量偏差值可中和80％的误差;最后,通过单应性变换模型对热红外图进行变换配准.实验结果表明,该方法使轮廓定位更加精确,有效减少了匹配误差,能够实现图像的高精度快速配准.     

基于改进去伪匹配SURF算法的静态手语字母识别

针对SURF(Speeded-Up Robust Features)特征点不稳定性导致的伪匹配问题以及距离特征判别兴趣点真伪的方法未考虑到图像尺度变化情况的匹配问题,本文结合深度图像提出一种改进的去伪匹配SURF算法用于静态手语识别。改进的去伪匹配算法采用手势轮廓面积加权的距离特征判别法,同时,采用角度特征判别法综合剔除错误匹配点。实验表明,手势轮廓面积对距离的加权有效解决尺度变化对匹配点去伪的影响,且本方法对光照、复杂背景、角度和尺度变化有较强鲁棒性,具有更高的识别率。     

基于多尺度多方向Gabor模板的光学/SAR景象匹配

合成孔径雷达(SAR)成像制导通常采用光学基准图和SAR实时图进行特征提取和景象匹配.提出了一种光学/SAR异类影像匹配方法,利用多尺度多方向Gabor模板提取图像的Gabor特征后进行特征匹配,首先对SAR图像进行方向Frost滤波预处理,然后分别计算光学图像和SAR图像的高斯梯度图像,再利用多尺度多方向二维Gabor滤波器模板分别对两幅高斯梯度图像进行特征提取,最后对两组特征矩阵进行归一化互相关匹配.该方法直接利用光学图像和SAR实时图进行景象匹配,实验表明,该异类影像匹配方法较其他传统方法具有较高的鲁棒性和准确性.     

A contour-based approach to multisensor image registration

Image registration is concerned with the establishment of correspondence between images of the same scene. One challenging problem in this area is the registration of multispectral/multisensor images. In general, such images have different gray level characteristics, and simple techniques such as those based on area correlations cannot be applied directly. On the other hand, contours representing region boundaries are preserved in most cases. The authors present two contour-based methods which use region boundaries and other strong edges as matching primitives. The first contour matching algorithm is based on the chain-code correlation and other shape similarity criteria such as invariant moments. Closed contours and the salient segments along the open contours are matched separately. This method works well for image pairs in which the contour information is well preserved, such as the optical images from Landsat and Spot satellites. For the registration of the optical images with synthetic aperture radar (SAR) images, the authors propose an elastic contour matching scheme based on the active contour model. Using the contours from the optical image as the initial condition, accurate contour locations in the SAR image are obtained by applying the active contour model. Both contour matching methods are automatic and computationally quite efficient. Experimental results with various kinds of image data have verified the robustness of the algorithms, which have outperformed manual registration in terms of root mean square error at the control points.     

基于SAR子孔径序列图像配准的海洋动态信息获取

合成孔径雷达(SAR)在海洋遥感中发挥着重要的作用。海洋的动态信息如洋流的运动和海浪的传播等是海洋信息中的重要组成部分。但是通常的SAR海洋图像信息处理是将SAR图像作为海面的瞬时状态进行处理,无法获取海洋的动态信息。该文采用子孔径分割的方法获取海面的具有连续时间间隔的序列图像,通过改进的相位相关法对序列图像间的对应部分进行亚像素级配准,获取了海面各个部分的海浪纹理信息运动的速度大小和方向。仿真实验表明改进的配准方法具有1/10像素精度和极强的噪声鲁棒性。对序列图像间相同的舰船目标,分别采用该文提出的配准法与较成熟的"尾迹法"计算的舰船速度基本一致,证明了该文方法的有效性。     

基于主曲率增强距离变换的形状相似性度量方法

针对常规形状相似性度量方法在噪声干扰、部分信息遮挡和缺失情况下鲁棒性和准确性不足的问题,提出了一种基于主曲率增强距离变换的形状相似性度量方法.通过距离变换扩展形状轮廓的作用范围,提升相似性度量结果的鲁棒性;基于主曲率增强距离图,提升信息量丰富轮廓在变换图中的响应,提升度量结果的准确性.仿真对比实验验证了方法在噪声干扰以及部分轮廓遮挡或缺失情况下的鲁棒性和准确性,道路矢量与GPS信号和光学遥感图像的应用试验表明方法在实际应用中的有效性.与传统的形状相似性度量方法相比,基于主曲率增强距离变换的方法适用于非刚性目标形状相似性度量,而且鲁棒性和准确度较高.     

一种改进的基于距离变换的图像目标轮廓插值方法

本文提出了一种改进的基于欧几里德距离变换的图像目标轮廓插值方法。首先由获取的层间间距相对较大的序列断层图像,经由对图像中目标的轮廓跟踪和对图像中目标的区域填充获得图像目标的轮廓图和区域图,采用欧几里德距离变换求取该序列断层图像目标轮廓的距离图,运用逆距离加权平均线性插值方法求得相邻图像中目标的距离图之间的轮廓图像。运用本文方法得到的中间插值轮廓过渡平滑,并且能够很好地解决极端凹轮廓之间的中间插值轮廓问题,本文的方法具有较高实际应用意义。     

基于SIFT算法的异源遥感影像自动匹配研究

由于不同传感器、多时相、多分辨率、多波段的遥感图像的光谱特征、空间特征、纹理特征等存在较大差异,为遥感图像的匹配带来了困难。主要利用图像特征点提取方法,使用具有尺度不变特性的SIFT(Scale Invariance Feature Transform)方法,对异源遥感图像进行配准和图像进行拼接操作,并进一步对SIFT算法进行优化,采用双向匹配策略。实验证明该算法具有稳定、可靠、快速等特点,适用于存在光谱特征、空间特征、纹理特征差异的异源遥感图像的精确配准,同时实验验证了双向匹配算法用于SIFT特征点匹配中的优越性,证明其为一种好的匹配测度。     

基于列相关的热红外高光谱遥感图像非均匀性校正

由于探测单元之间响应不一致、电子增益和偏置发生变化、焦平面污染和损伤等因素,推扫式热红外成像光谱仪获取的图像常常表现为图像列之间不均匀,条带噪声严重,影响了热红外高光谱遥感图像的后续处理和应用。结合推扫式成像光谱仪非均匀性的来源和成因,以相邻地物的相关性为理论基础,提出了适用于热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正方法。该方法的步骤是,首先逐波段对原始热红外高光谱遥感图像进行标准矩匹配校正,得到标准矩匹配校正图像;然后,以标准矩匹配校正图像为基础,选择相邻两列像元中相同的地物像元;最后,用两列中相同的地物像元,通过线性回归得到后一列的校正系数,并对其进行校正,顺次遍历一个波段的所有列,完成一个波段图像的非均匀性校正。按照此过程,遍历一幅热红外高光谱遥感图像的所有波段,完成一幅热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正。将该方法应用于推扫式热红外光谱成像仪实际获取图像的非均匀性校正中。结果表明,相比矩匹配方法,在保证非均匀性校正效果的情况下,本文方法的各列均值和标准差更符合实际情况。     

一种新的SAR图像局部拟合活动轮廓模型

本文基于I-divergence-TV(IDT)去噪模型和变分水平集方法提出一个新的局部拟合活动轮廓模型。该模型能有效解决SAR图像的分割问题,并且不需要周期性地更新水平集函数。通过对合成图像和实测Envisat SAR图像的分割实验,提出的模型与局部拟合RSF模型相比具有更准确的边缘定位能力和噪声抑制能力。     

Bayesian estimation of ventricular contours in angiographic images

A method for left ventricular contour determination in digital angiographic images is presented. The problem is formulated in a Bayesian framework, adopting as the estimation criterion the maximum a posterior probability (MAP). The true contour is modeled as a one-dimensional noncausal Gauss-Markov random field and the observed image is described as the superposition of an ideal image (deterministic function of the real contour) with white Gaussian noise. The proposed algorithm estimates simultaneously the contour and the model parameters by implementing an adaptive version of the iterated conditional modes algorithm. The convergence of this scheme is proved and its performance evaluated on both synthetic and real angiographic images. The method exhibits robustness against image artifacts and the contours obtained are considered good by expert clinicians. Being completely data-driven and fast, the proposed algorithm is suitable for routine clinical use.     

基于循环生成对抗策略的遥感图像匹配算法北大核心CSCD

针对异源遥感影像成像模式、时相、分辨率等不同导致的图像匹配困难问题,提出了一种基于循环生成对抗策略的遥感图像匹配算法。构建了跨数据域图像特征迁移的循环生成对抗网络(generative adversarial network,GAN),设计SmoothL损失函数对网络进行优化,提高遥感图像特征提取精度,并基于图像特征迁移结果,建立三元组距离排序损失函数(trioplet margin ranking loss,TMRL)降低遥感图像的误匹配点数,实现异源遥感图像的准确匹配。实验结果表明,本文方法将异源遥感图像匹配平均准确率提升了33.51%,与CMM-Net(cross modlity matching net)方法相比,具有更好的遥感图像匹配效果。此外,本文方法不需要目标域图像的标注信息,匹配时间缩短了0.073s,能快速准确实现异源遥感图像匹配。     

基于光学和SAR遥感图像融合的洪灾区域检测方法

基于光学和合成孔径雷达(SAR)图像融合的洪灾区域检测方法可以全天候、高时效地检测洪灾区域。由于SAR图像中存在大量随机分布的相干斑噪声，传统洪灾区域检测方法的检测结果存在较高的虚警率。该文在模糊C均值聚类方法(FCM)的基础上提出了分级聚类算法(H-FCM)，该方法将洪灾后的SAR图像与洪灾前的光学图像融合。基于融合图像，该方法利用提出的分级聚类模型获得洪灾区域的初步检测结果。此外，该算法在利用所提出的区域生长算法获得洪灾前河流位置后，将其作为初步检测结果的空间约束，进一步筛除疑似洪灾区域，并显著地提升了检测性能。该文的实验数据包括1999年英国格洛斯特洪灾前后的遥感图像和2019年中国南昌洪灾前后的遥感图像。通过对比实验，H-FCM算法的有效性得到验证。