一种抗几何畸变的景象匹配方法

在分析景象匹配实时图获取过程中几何畸变产生原因的基础上，利用弹上高度传感器和姿态角传感器获取的图像高度和姿态信息，实现了畸变实时图的几何校正，给出了校正实时图大小和偏移量的确定方法，结合匹配计算和匹配结果修正，提出了一种抗几何畸变的景象匹配方法。仿真实验结果验证了该方法的有效性和实用性。     

基于SRTM DEM和Landsat TM数据的SAR图像自动地理编码

合成孔径雷达(SAR)图像特殊的斜距成像方式使得利用传统的校正方法很难校正雷达图像。常用的方法是利用DEM和SAR成像几何信息模拟的SAR图像对真实SAR图像进行校正。在区域制图中,平坦地区由于没有地形起伏特征,使得模拟SAR图像特征不明显,无法建立与真实SAR图像的配准关系。本文在研究大范围SAR图像自动化地理编码的过程中,分析讨论了图像模拟和图像匹配的原理和过程,实现了自动判断模拟SAR图像与真实SAR图像的匹配偏移量是否达到信噪比要求,从而自动判断是否使用具有地物专题信息的TM图像代替模拟SAR图像和真实SAR图像进行匹配,实现了海量SAR图像地理编码的自动化。     

全极化合成孔径雷达影像地形纠正及其在雪冰制图中的应用

针对合成孔径雷达（SAR）影像由于地形起伏引起的图像畸变问题,文章提出了基于相干矩阵的全极化SAR影像地形纠正算法,并运用于雪冰制图。该方法首先采用距离多普勒模型建立SAR成像几何模型;然后利用全极化Cloude特征分解方法对全极化SAR图像进行融合,将融合后的SAR图像与模拟图像进行配准提高SAR影像几何定位精度;最后利用投影面积归一化和极化方位角移动补偿技术对地形引起的辐射畸变进行纠正。采用中国长江源区南部唐古拉山中段冬克玛底冰川区域的C波段Radarsat-2全极化SAR数据进行验证,配准模拟SAR和原始SAR影像的控制点方位向和距离向的均方根误差（RMSE）分别为7.765和14.586个像素;经过地形纠正后的地物分类精度达80%以上。结果表明：（1）该方法能够有效消除SAR影像中几何和辐射畸变的影响;（2）地形纠正后的SAR数据在雪冰制图中具有可行性。     

基于CenSurE特征的SAR/INS组合导航景象匹配算法

在SAR／INS组合导航系统中,所获取的SAR图像可能存在严重的斑点噪声和几何变形,对此,提出一种基于CenSurE特征的SAR／INS组合导航用景象匹配算法．该算法针对惯性组合导航的工作特点进行设计．首先提取CenSurE特征和垂直的SURF描述符,利用夹角余弦相似度量方法进行特征匹配;然后,采用分组一致采样算法和最小二乘精确匹配算法获取高精度的航向和位置偏差信息．景象匹配性能评价实验表明。在匹配适应性、匹配速度、精度和鲁棒性等方面,CenSurE特征都很优越,可以满足SAR／INS景象匹配导航系统匹配修正的高性能要求．     

一种基于网格图像的几何畸变修正方法

在层削照相测量装置中,由于摄像装置所处的角度以及摄像镜头差,会导致获取的图像存在非线性几何畸变。因此在对图像进行重建之前,需要对获取的图像进行几何校正。为此,论文提出了一种基于网格图像的几何校正算法,该算法运用分段插值的思想,利用分块低次插值去逼近几何畸变,达到高次插值的效果。最后的分析结果表明,利用60X60正方形网格,该算法的校正误差不超过0.1个像素,能够有效校正图像的综合畸变。     

星载SAR遥感影像地形辐射校正——以ALOS PALSAR为例

针对地形起伏造成的SAR图像辐射畸变等问题,在分析SAR成像机理及几何结构的基础上,通过推导,构建了基于规则化散射因子及局部入射角的地形辐射校正模型。以ALOS PALSAR为例,依据DEM与卫星轨道参数,采用R-D定位模型及Muhleman半经验模型,在模拟SAR影像的基础上,建立了真实SAR与DEM之间的映射关系,实现了对原始SAR影像的地理编码,提取了局部入射角、投影角及规则化因子等,进行了地形辐射校正,从而消除了面积效应及地形起伏造成的畸变问题。校正后的图像纹理特征更加均匀,散射系数与局部入射角的线性相关性显著降低。该研究对雷达图像的应用具有一定的借鉴意义。     

一种有效抑制机载传感器成像畸变干扰的景象匹配算法

电荷耦合器件(CCD)与合成孔径雷达(SAR)是两种最常用的机载传感器,是景象匹配辅助导航系统的关键组成部分.当系统传感器获取的实测图存在严重成像畸变时,传统的基于特征点集间Haus-dorff距离测度的匹配算法精度较低,通过引入多尺度自卷积(MSA)这种具有仿射不变性的局部特征,并将其同图像的尺度不变变换(SIFT)特征串行组合可以得到一种更加鲁棒的匹配算法.采用CCD和SAR传感器获取的图像对算法进行了仿真验证,实验结果表明:引入MSA特征对抑制景象匹配算法中多源传感器成像畸变的干扰十分有效,匹配精度显著提高.     

快速并行两级景象匹配方法

文章分析了景象匹配系统的性能评价以及影响性能评价的三个主要因素,即实时图大小,参考图大小和匹配算法。分析了实时图大小的选取对匹配时间,匹配率的影响。并且针对巡航导弹的景象匹配制导系统的实时性问题,提出了一种快速并行两级景象匹配方法。该方法能够极大地提高匹配效率。试验中利用SAR图像和可见光图像进行景象匹配,每次匹配的时间从原来的约16秒减少到300毫秒左右,匹配率可达到90%以上。而且还具有可扩充性好的特点。     

景像匹配辅助导航系统中的图像匹配算法研究

图像匹配算法是景像匹配辅助导航系统的核心，而且其性能决定了系统的总体性能，为了提高景像匹配辅助导航系统导航的实时性和精度，就必须选用合适的图像匹配算法，为此，给出了一种快速有效的基于图像特征的图像匹配算法，该算法选用部分Hausdorff距离作为图像匹配时的相似性度量，并利用图像特征提取后的二值化图像进行图像匹配，同时在联合了3种图像匹配加速技术的基础上，将邻域技术引入到图像匹配搜索终止条件中，从而大大提高了图像匹配效率。仿真结果表明，该算法可以保证图像匹配的鲁棒性和有效性，同时，能有效克服图像噪声和几何畸变的影响。该算法实施景像匹配能够在5s以内完成，并与GPS输出周期(1s)相当，可以满足景像匹配辅助导航系统匹配导航的准确性和实时性的性能要求。     

基于多尺度支持度匹配SAR图像与光学图像

异源图像匹配是视觉导航、多源图像融合分析的关键步骤之一,常用的匹配方法是分别从两幅图像中提取特征,再对特征进行匹配。但是对于成像机理差别较大的异源图像,如SAR图像和可见光图像,很难提取到同名特征。提出一种基于多尺度支持度的异源图像匹配方法,只需要从一幅图像中提取多尺度边缘特征,在变换空间中寻找另一幅图像对该特征的最大支持度。支持度的计算采用了标准化梯度强度和的形式。采用遗传算法对支持度函数解空间进行全局寻优来获取最优匹配点。实验结果表明,该方法能有效实现SAR图像和可见光图像的匹配,处理时间能够满足工程要求。     

加权Hausdorff距离算法在SAR/INS景象匹配中的应用

提出了一种基于特征图像分支点提取的加权Hausdorff距离图像匹配算法，并给出了相应的权值求解公式．为满足景永匹配导航系统实时性的要求，给出了细化处理的预处理方法，减少了特征文件的冗余度，提高了匹配搜索的快速性．同时，基于细化后提取出的分支特征点，应用加权Hausdorff距离算法进行图像匹配，克服了斑点噪声对合成孔径雷达（SAR）图像匹配的影响．仿真分析袭明．该算法能满足SAR／INS景泉匹配辅助导航系统实时性和准确性的要求．     

基于高速局域网的融合及匹配仿真平台研发

提出了基于高速局域网(High-speed Local Area Network,HLAN)的CCD/SAR图像融合仿真平台的设计思想及实现方法,提出并解决了仿真平台实现中的关键问题。提出了基于CCD/SAR融合图像的景像匹配系统仿真平台的实现方法,并应用该仿真平台对景像匹配技术进行仿真研究。仿真平台设计的模块化保证了其通用性和可移植性,而HLAN的引入保证了仿真过程的实时性。本仿真平台可应用于CCD/SAR图像融合技术研究和基于CCD/SAR融合图像的景像匹配技术研究中。     

实时图仿真中畸变模型的分析与建立

实时图的仿真生成是景像匹配仿真研究中的重要内容之一。系统研究了实时图仿真中的各种畸变模型的建立问题。分析了实时图与基准图之间存在的主要差异,设计了包括噪声干扰、几何畸变、灰度畸变等形式的十种畸变模型,给出了相应的实验结果。通过匹配仿真实验验证了这些模型在匹配算法性能评估及基准图可匹配性检验中的实用意义。     

一种新的实时图加窗中值滤波算法

实时图的匹配性能是影响景象匹配精度的重要因素,然而实时图在获取过程中,由于受各种干扰因素的影响,图像存在模糊、毛糙等现象,影响了实时图的匹配性能。结合空域滤波方法中最常用的中值滤波器和邻域均值滤波器的特点,设计了一种加窗中值滤波器,并将其应用于景象匹配实时图的滤波预处理,通过仿真实验验证了该方法的有效性和在景象匹配中的实用性,可有效提高实时图的信噪比,改善其匹配性能。     

基于高亮特征匹配的双视向SAR图像建筑物高度提取

由于城区场景的复杂性和SAR成像几何畸变的影响,基于单幅SAR图像的建筑物高度提取常常存在很大困难。针对这一问题,利用建筑物目标SAR成像形成的叠掩、二次散射、较强单次散射等散射机制对应的高亮特征非常典型,并且对方向性敏感的特点,提出了一种基于双视向SAR图像高亮特征与几何模型匹配的建筑物高度提取方法。首先分析了建筑物目标的SAR图像散射特征及对雷达视向的敏感性,然后构造了建筑物目标在双视向SAR图像上高亮特征几何模型,然后基于灰度均值、灰度概率分布、边界信息定义匹配函数,并利用多种群遗传算法进行优化求解,最终得到建筑物目标的高度信息。基于模拟和机载SAR图像的试验表明该方法的建筑物高度平均反演误差小于1m,可以有效提高建筑物高度反演的精度。     

合成孔径雷达及其干涉技术研究进展

合成孔径雷达(Synthetic aperturer adar，SAR)能够在全天候、全天时条件下对地面进行大范围测绘，是现代民用遥感和军事侦察中的重要手段。本文回顾了SAR及干涉合成孔径雷达(InSAR)技术的历史，叙述了SAR由非聚焦到完全聚焦，由光学处理到全数字式处理，由二维测绘到干涉三维测绘的发展历程。通过例举典型系统，介绍了国外机载、空载SAR和InSAR技术的现状，并对我国近年来在该领域取得的进展作了简要介绍。最后，本文给出对SIR—C／X—SAR采集的航天飞机SAR数据处理所得到的成像结果。     

山区地形星载SAR影像的几何纠正

随着搭载合成孔径雷达的各种卫星不断发射,SAR的研究越来越受到重视。由于SAR数据独特的成像方式,山区地形的星载SAR图像几何形变十分复杂。通常应用控制点,采用多项式拟合的方法已经无法将其改正。依据SAR的几何成像模型,利用有关卫星轨道参数和数字高程模型,进行山区地形SAR影像的几何纠正研究。研究利用少量轨道参数和DEM数据,通过坐标变换和投影成像误差纠正建立正确的坐标位置,并采用邻近元采样法完成几何纠正。以上方法应用于山区ERS-1/SAR影像的处理试验结果表明,该方法能够用于山区复杂地形的几何纠正,其误差小于2个像元。     

一种基于结构特征边缘的多传感器图像配准方法

图像配准是多传感器图像融合等处理的前提. 本文以包含人造目标的合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)图像和可见光图像为处理对象, 提出了一种基于结构特征边缘的多传感器图像配准方法. 该方法提取人造目标在两类图像中表现的共性特征---结构特征边缘, 并基于边缘匹配构造虚拟角点, 采用基于特征一致的粗配准方法和基于虚拟角点的精配准方法, 对待配准图像实现由粗到精的自动配准. 实验结果表明, 本文方法能够取得较高的配准精度.