一种基于非线性扩散方程和Hausdorff测度理论的SAR图像与光学图像配准方法

该文提出了一种新的利用非线性扩散方程与Hausdorff测度的合成孔径雷达(SAR)图像与可见光图像的配准算法。在此算法中,首先利用非线性扩散方程的SAR图像分割算法获得SAR图像与光学二值图像中相对应的闭合区域特征,将闭合区域质心坐标重合后,被提取特征可通过Hausdorff测度与遗传算法对图像进行快速粗匹配。在粗配准的基础上最后使用二值图像的相关度来进行精配准。实验结果表明,本文方法鲁棒性好,配准精度高,能自动完成存在较大坐标平移、角度变换、尺度缩放的待配图像的配准。     

SIFT在高分辨率SAR图像自动配准中的性能分析

合成孔径雷达(SAR)图像的自动配准长期以来都未能很好的解决,特别是高分辨率SAR图像其配准的关键是稳健的特征提取与特征匹配算法。在光学图像配准中,最常用的特征点提取算法是Harris算子,而近年来SIFT(尺度不变特性变换)算法也因其优越的性能成为当前比较流行的算法。探讨了Harris和SIFT特征提取算法在高分辨SAR图像自动配准中的应用,并选取4对有代表性的SAR图像进行了配准实验,对2种特征提取算法的运行时间、所提取匹配点对的正确率以及特征点的提取精度进行了比较。通过定性及定量分析,在同轨获取的高分辨率SAR图像配准中,SIFT均能实现精确配准,其适用性及精度均优于Harris。     

一种新的SAR图像自动配准算法

由于图像间光谱特性的差异，对图像配准的精度产生严重的影响，因此该文提出了一种基于改进灰度熵的SAR图像自动配准算法。文中首先对SAR图像进行配准前的预处理，提取图像掩模，然后计算图像行和列的灰度熵，将其作为图像的特征信息完成图像间的配准，提出了配准优化算法的完整步骤，并利用多种方法对配准结果进行评价。实验证明该方法可以有效克服图像间亮度不均的影响，充分利用了像素的有用信息，具有很高的配准精度和配准效率，是一种正确可行的图像配准算法。     

基于单应性矩阵的SAR图像配准技术研究

通过分析单应性矩阵的特点,提出利用单应性矩阵来表示待配准SAR图像与参考矢量图像之间的空间变换模型,并以地理信息系统矢量图为参考,针对某局部遥感图像,分析了SAR图像的配准过程及配准结果.配准结果表明文章提出的配准方法具有人机交互少、算法鲁棒、配准效果好的优点.     

一种稳健的多通道SAR图像配准方法

针对SAR处理中图像失配导致相应像素对的相干信息丢失问题进行研究,利用统计估计思想融合相邻像素相干信息,不仅利用当前处理像素,还利用其周围像素的复数据来构造像素数据检测矩阵,通过均方根偏差最小作为图像配准测度,提出一种稳健的多通道SAR自适应图像配准方法,该方法有效地增强了图像配准稳健性,同时提高了算法的计算精度。     

强化位置感知的光学与SAR图像一体化配准方法

图像配准是光学与SAR图像信息融合的基础。现有典型的配准方法大多依赖于特征点检测与匹配来实现,对不同场景区域的适用性较差,容易出现误匹配点多或有效同名点不足以致配准失效的情况。针对该问题,本文提出了一种强化位置感知的光学与SAR图像一体化配准方法,利用深度网络直接回归图像间的几何变换关系,在不依赖特征点检测与匹配的情况下,实现端到端的高精度配准。具体地,首先在骨干网络中利用融合坐标注意力的特征提取模块,捕获输入图像对中具有位置敏感性的细粒度特征;其次,融合骨干网络输出的多尺度特征,兼顾浅层特征的定位信息与高层特征的语义信息;最后提出联合位置偏差与图像相似性的损失函数优化配准结果。基于高分辨率光学与SAR图像配准公开数据集OS-Dataset的实验结果表明,与现有典型的OS-SIFT、RIFT2、DHN及DLKFM四种算法相比,所提方法对于城市、农田、河流、重复纹理及弱纹理等不同场景区域均具有良好的稳健性,在配准的目视效果以及定量的精度指标上均优于现有算法。其中平均角点误差小于3个像素的百分比与四种算法中精度最高的DLKFM相比提高了25%以上;配准速度与四种算法中最快的DHN基本相当,...     

结合P-M滤波及改进LSS的光学和SAR图像配准算法

针对遥感光学图像和SAR图像在配准过程中存在正确匹配点较少、配准精度低的问题,提出一种结合P-M滤波及改进LSS的光学和SAR图像配准算法.首先,利用各向异性方程扩散性滤除SAR图像的斑点噪声;其次,对于图像间显著的灰度差异,利用提取的局部区域特征求取各个方向的自相似值,确定主方向的特征方向,结合特征梯度位置方向,形成稳定局部自相似特征算子对图像进行配准.实验结果表明,此算法在有效保留图像边缘信息的同时,对于光学图像和SAR图像之间的成像差异具有较好的鲁棒性,相较于同类配准算法,配准精度提升近20％.     

基于互信息和多智能体优化的合成孔径雷达图像配准

提出了一种基于互信息的多智能体优化方法,并将其用于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像的配准.采用归一化互信息作为度量准则,直接利用图像的灰度数据进行配准,没有假设图像间灰度值的线性关系,不需要对图像做分割、特征提取等预处理,并利用多智能体优化算法寻找最佳匹配参数,以得到最优的配准结果.实验表明,该算法在SAR图像配准方面有更好的普适性和更高的配准精度.     

一种针对多通道GMTI的SAR复图像精确配准方法

提出了一种针对多通道GMTI的SAR复图像精确配准算法。首先,系统分析了配准误差对干涉相位的影响,推导出了对应配准误差的干涉相位Cramer-Rao界,并利用Monte Carlo仿真数据对配准误差的影响进行了量化。在此基础上,通过对待配准图像进行二维精确插值处理,生成模板图像库和相应的相关系数库,以适合多通道GMTI的复图像的相位相关为准则,找出模板图像库和相关系数库中与参考图像具有最大相位相关值的图像作为配准图像,从而实现多通道SAR复图像之间的精确配准。对基于所提算法的实测三通道SAR复图像进行慢动目标检测实验,结果表明所提算法能够提供多通道GMTI所需要的配准精度,证明了该算法的有效性和实用性。      

连接向量特征匹配的暗场图像配准方法

利用损伤点之间的位置关系,根据光学元件损伤暗场图像的特点设计了一种基于连接向量特征匹配的配准方法。该方法首先对基准图像及待配准图像分别进行图像预处理,提取损伤点轮廓的中心坐标作为损伤点的位置值。然后构建损伤点连接向量,求出主方向并计算主方向下的连接向量特征,使用连接向量匹配获得匹配点对,最后利用RANSAC算法对匹配点对进行仿射变换参数计算。该方法具有旋转不变性,尺度不变性以及较高的配准准确度。实验对比分析了该方法与SIFT算法的计算效率及配准精度,结果表明在暗场图像条件下文中方法更有效且为背景单一,灰度信息较少同时要求较高的配准速度的场景下的图像配准问题提供了解决方案。     

基于尺度预估的SAR图像相位相关配准算法

高精度的图像配准是SAR图像融合的前提条件之一.针对相位相关匹配方法用于强相干斑噪声的多波段、多极化SAR图像匹配时存在的缺点,提出了一种基于尺度预估的SAR图像相位相关配准算法.首先,利用图像问的中心频谱值之比实现尺度预估计;然后,在相位相关过程中,针对强噪声图像的互功率谱的逆傅里叶变换图存在多峰的情况,通过脉冲值的局部搜索得到最佳的匹配参数;最后,校正待配准图像,达到精确配准.实验结果表明,文中算法对于多波段、多极化SAR图像具有良好的匹配效果.     

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。     

融合显性和隐性度量的多模图像配准算法

为解决基于隐性度量的图像配准算法初始配准误差大容易引起失配的问题,本文提出了一种融合显性度量和隐性度量的多模图像分层配准算法。首先采用金字塔分解算法得到低分辨率待配准图像。然后在每一层金字塔图像中,先采用互信息作为显性度量,利用粒子群算法获得初始的配准参数;以此作为初始值,采用基于隐性度量的配准算法,利用融合粒子群和鲍威尔搜索法的优化算法获取更准确的配准参数。基于低分辨率图像计算得到配准参数后,先对高分辨率待配准图像进行变换,然后利用提出的上述算法进行参数优化,根据每层得到的配准参数计算最终的配准参数。最后,采用可见光与红外图像、多波段SAR图像进行了配准实验。实验结果表明,提出的算法适用于多模图像配准,能够减小配准误差,具有一定的适用性。      

融入曲率尺度空间算法的图像配准方法

为了满足图像配准对于实时性的要求,提出融入曲率尺度空间算法的图像配准方法。首先使用曲率尺度空间算法提取图像角点特征,然后使用改进的加速稳健特征算法生成64维角点特征描述子向量并将描述子向量降维到24维,最后使用改进的相似性距离算法和随机采样一致性算法进行匹配。仿真实验一表明:在图像配准准确度方面与传统尺度不变特征变换算法、传统加速稳健特征算法及其他改进的图像配准方法相当,但在图像配准实时性方面具有一定的优势,仿真实验二通过立体匹配库验证了该方法具有普遍有效性。     

基于ERS-2SAR和Landsat TM图像融合的道路提取算法

针对雷达图像道路与水体难以区分的问题和多光谱图像易受干扰的现象,提出了一种基于图像融合的道路提取算法.在对图像进行降低噪声和几何配准等预处理后,首先从Landsat TM第1、2、3波段合成图像中选择样本作为支持向量机分类器的输入进行训练,在结构风险最小化原则下,实现Landsat TM图像的分类;然后利用SAR图像对...     

基于支持向量回归的光度配准算法

在空域内将图像之间的光度对应假设为线性的、或一些简单的非线性模型进行处理．配准后的图像仍存在较大的光度差异。将支持向量回归技术应用到光度配准中，利用支持向量回归估计图像问的光度对应关系，再根据估计得到的回归曲线对图像进行光度变换，消除图像间的光度差异，针对实际图像的对比实验表明，基于支持向量回归的光度配准算法。优于常用的空域内回归估计光度配准算法。     

基于级联变换的光学和SAR图像配准算法

针对光学和SAR(Synthetic Aperture Radar)图像配准中存在明显辐射和几何差异的问题,提出了一种基于级联变换的多源遥感图像配准方法.首先,利用灰度变换提取光学和SAR图像间的稳定结构特征,去除辐射差异性;然后,提出一种新的加权对数极坐标变换算法,解决图像间全局几何差异性,保证算法的尺度和旋转不变性,并初步得到整体的平移量;最后,通过局部几何变换,得到一系列的匹配点对,构建薄板样条模型,实现图像的精确配准.实验验证了算法去除辐射差异性和获得全局几何变换参数的能力,与传统的多源图像配准算法相比,基于级联变换的配准算法鲁棒性好,配准精度高.     

遥感图像建筑物识别及变化检测方法

针对单独使用像素级变化检测或特征级变化检测对于高层建筑物检测精度低的问题,提出了一种图像特征和经验知识结合的建筑物识别及变化检测方法,用于检测多时相遥感图像中高层建筑物的变化情况.首先采用本文提出的Ratio梯度与交叉累积剩余熵相结合的配准算法配准两个不同时相的SAR和全色图像,分别利用知识规则识别SAR和全色图像建筑物区域,在识别的建筑物区域上,采用像素比值法进行建筑物变化检测.实验结果表明,该方法可以有效提高建筑物的检测正确率,降低虚检率和漏检率.     

基于改进动态差分进化算法的点云配准

针对不同视角下的点云配准问题,提出一种基于改进动态差分进化算法的配准方法。首先利用主成分分析方法估算点云的曲率值与法向量,并根据法向量计算每个点与其k邻域点的法向量的夹角平均值。然后利用曲率和法向量夹角平均值构造第一特征参数进行第一次特征点提取,以及利用曲率值构造第二特征参数对点云进行第二次特征点提取。根据得到的特征点云,最后利用提出的一种基于耦合-最优排序变异的改进动态差分进化算法计算配准参数得到初始配准结果,再利用改进的迭代最近点算法进行细配准。实验表明,该配准算法具有配准时间短和配准精度高的优点。     

SAR 和光学图像精配准技术的研究

光学图像和SAR 图像的配准是实现多源图像融合和复合分析的基础,该文介绍了一种光学图像和SAR图像精配准的方法。首先采用人工的方式选择3～4 个同名控制点,在此基础上实现图像的粗略配准,保证SAR与光学图像尺度和旋转的归一化;然后在粗配准的光学图像上提取特征点,并分别采用不同的梯度算子提取SAR和光学图像的梯度强度,基于梯度强度进行归一化互相关,从而得到不同图像上的同名特征点;最后根据提取的同名特征点构建不规则三角网,并对每个三角网构成的小面元进行图像的精确配准,最终实现SAR 和光学图像的精配准。通过采用星载图像的精配准处理和检验,证明了该方法的可行性,能获得较好的配准效果。