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.     

基于线特征和控制点的可见光和SAR图像配准

以具有典型人造目标的可见光和SAR (Synthetic aperture radar)图像为研究对象,提出一种自适应多尺度快速Beamlet变换方法提取人造目标在可见光和SAR图像的共有特征---线特征, 并基于线特征构造控制点,设计了一种基于控制点特征的匹配度函数,采用基于特征一致的粗配准和基于控制点的精确配准方法,对待配准图像实现由粗到精的自动配准. 实验表明,在可见光和SAR图像存在较大灰度差异、旋转和平移的情况下,该算法仍然能够精确配准图像.     

基于FFT平移与相关分析的多尺度星载SAR自动配准

SAR图像配准是SAR图像应用,尤其是时间序列SAR图像应用的重要处理步骤之一。为实现重复星载SAR图像的快速、自动配准,通过将小波多尺度变换与快速傅立叶频谱变换相结合,实现了对星载SAR图像间初始偏移的快速估计,并在此基础上利用基于窗口的相关分析,实现了SAR图像的精确配准。选用星载ALOS-PALSAR和Radarsat-2影像作为试验数据,对提出的方法进行了实验分析。实验结果表明:该方法在无需任何先验知识的情况下,可以全自动完成重复轨道星载SAR数据的快速配准,且精度满足SAR干涉处理等时间序列SAR应用处理的需求,具有较强的鲁棒性。     

星载InSAR非相干图像对精确配准

为了解决星载InSAR非相干图像配准中不同区域对应不同形变参数的问题,将几种传统的SAR图像配准和光学图像配准的方法有机结合,提出了一种基于概略配准、Harris角点检测、相关系数匹配、Delaunay三角网剖分插值映射的InSAR复图像精确配准方法。通过仿真验证,该方法能够适用相干和非相干的InSAR复图像。配准精度达到0.1像素级。     

一种SAR图像稳健特征点提取方法

针对合成孔径雷达(SAR)图像自动配准问题,提出了一种新的SAR图像特征点提取方法.先对SAR图像灰度值进行对数变换处理,将乘性噪声转化为加性噪声,然后利用Gabor滤波器取代高斯滤波器建立尺度空间,使SAR图像在低尺度仍较好地保留细节,增加了提取特征点数目,并设置了对比度双门限,有效地抑制了伪特征点,从而提高SAR图像配准的精度和速度.实验结果表明,SAR图像稳健特征点提取方法是有效的.     

一种多特征匹配的可见光与SAR图像配准算法

针对星载可见光与SAR图像配准中存在辐射差异大造成匹配精度低的问题,提出一种多特征匹配的可见光与SAR图像配准算法。基于多级配准策略,首先在低分辨率尺度下利用基于SIFT特征的方法求取初始变换,然后在原始分辨率下借助初始变换的引导在SAR图像上提取直线、区域等结构特征并完成与可见光图像相应特征的精确匹配。以3mTerraSAR卫星和1mIkonos光学卫星数据为例,实验结果表明该算法能够有效提升图像数据配准精度,具备良好的工程化应用基础。     

一种基于MFRAT和ICP的掌纹主线提取和配准算法

为提高受旋转和平移影响的掌纹图像的识别精度,文中采用一种基于方向最近邻域(DNN)搜索的迭代最近点(ICP)图像配准算法,对掌纹主纹线特征图像进行配准,同时在掌纹主纹线特征图像配准过程中采用粗配准和精配准相融合的配准方式.实验结果表明,该方法具有较高的计算效率和较好的抗旋转平移能力.     

基于异常区域感知的多时相高分辨率遥感图像配准

在对多时相高分辨遥感图像进行配准时,由于成像条件差异,图像间存在的地物变化与相对视差偏移两类典型异常区域会影响配准精度。针对上述配准中存在的问题,提出一种基于异常区域感知的多时相高分辨率遥感图像配准方法,包括粗匹配和精配准两个阶段。尺度不变特征变换（SIFT）算法考虑到尺度空间属性,不同尺度空间提取的特征点在图像中对应不同大小的斑块,高尺度空间提取的特征点对应图像中的大斑点,其对应地物相对稳定、不易发生变化。首先,利用SIFT算法提取高尺度空间特征点完成图像快速粗匹配;其次,利用灰度相关性度量对图像块进行相对偏移量统计分类以感知视差偏移区域,同时结合空间约束条件,确定低尺度空间特征点的有效提取区域以及匹配点搜索范围,完成图像精配准。实验结果表明,将该方法用于多时相高分辨遥感图像配准,可有效抑制异常区域对特征点提取的影响进而提高配准精度。     

形变医学图像配准方法设计与仿真

利用目前方法对形变医学图像进行配准时，没有提取形变医学图像特征，存在特征点获取结果与实际结果相差大、医学图像配准效果差和医学图像配准时间长的问题。为此提出基于角点检测与SIFT的形变医学图像配准方法。采用角点检测与SIFT相结合的方法对医学图像的特征点进行提取，在图像特征提取前，优先对尺度空间的极值点进行检测，其次生成角点特征，通过检测结果与最终特征点的方向完成医学图像特征点的提取，提升了医学图像配准精度。将提取的特征输入到构建的深度学习模型中，根据提取特征的训练及损失函数的优化实现形变医学图像配准。实验结果表明，通过对上述方法进行特征点获取结果与实际结果对比测试、医学图像配准效果测试和配准时间测试，验证了上述方法的准确性与有效性。     

一种基于特征的SAR图像自动配准方法

由于SAR图像固有的相干斑噪声的影响,使得SAR图像的自动配准不能直接使用光学遥感图像自动配准.基于特征的SAR图像配准方法是一种有效的配准方法,但是特征的提取一直以来是一个很难解决的问题.针对SAR图像自身的特性提出了一种基于特征的SAR图像自动配准方法.首先进行了对SAIl图像进行了合适的区域分割,然后利用不变性特征进行区域匹配,最后求取扩展质心作为匹配控制点.通过对真实SAR图像进行实验,取得了较好的配准结果,充分证明了算法的有效性.     

一种基于点特征的异源SAR图像配准方法

适配性分析是合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)图像匹配的重要研究内容, 它研究图像是否适合选作基准图的问题. 本文研究基于点特征配准方法的异源SAR图像适配性分析, 以特征点的数目及稳健程度来度量SAR图像适配性, 提出基于点特征的异源图像适配性评价算法, 并构建出一种评价特征点稳定性的准则, 以指导选取合适的退化模型.实验结果表明本文所提出的点特征适配性评价机制能有效地度量指定SAR图像的适配性, 从而近似得出保障图源的适配性排序结果.     

结合SIFT和Delaunay三角网的遥感图像配准算法

针对高分辨率遥感图像中提取的特征点数目过大且易存在误匹配点的问题,提出了一种粗配准和精配准相结合的高分辨率遥感图像配准算法.首先对图像降采样处理后,提取大尺度空间下的SIFT特征点,求得仿射变换模型完成图像粗配准;然后对图像进行分块,利用SIFT方法对每幅子块图像提取特征点,并找到对应子块图像之间的匹配点对;之后利用特征点构建Delaunay三角网,计算每对子块图像之间的三角形相似度,构成相似矩阵,从中挑选相似度大的三角形对以构成精确匹配点对;最后利用得到的精确匹配点对实现最终的图像配准.该算法能够减少提取的特征点数且剔除更多的错误匹配点,从而进一步提高精确匹配点率.实验结果表明了算法的有效性.     

具有SIFT描述的多尺度角点图像配准

角点含有丰富的图像结构信息,在图像配准中是广泛应用的图像特征。Harris算法是经典的角点提取算法,Harris角点对图像旋转具有不变性,但对尺度变化敏感,在有尺度变化的图像配准中,应用受限。仿照SIFT特征点提取过程,提出了一种多尺度角点提取方法,提取的多尺度角点对图像旋转和尺度变化有很好的适用性。并用SIFT描述子描述,用光学及SAR图像进行了配准实验。结果表明,与SIFT、Harris算法相比,本文方法在保证配准精度的基础上,配准时间减少40%以上,特征点在配准过程中的利用率提高一倍多。     

综合灰度与纹理特征的高分辨率星载SAR图像建筑区提取方法研究

高分辨率SAR图像的纹理特性对于图像的解译及地物分类等具有重要的意义。根据高分辨率星载SAR图像上建筑区的纹理有别于其他地物的特点,提出了一种综合利用灰度和纹理特征的高分辨率星载SAR图像建筑区提取方法。首先对SAR图像进行斑点噪声的抑制,然后利用灰度共生矩阵计算出星载SAR图像上建筑区与非建筑区的8种纹理特征统计量,根据巴氏距离进行特征选择,并通过主成分分析去除纹理特征之间的相关性,得到了最佳纹理特征分量,将所选的特征影像与原始图像进行波段组合,利用K均值聚类算法对组合后的图像进行非监督分类;最后通过对分类图像进行后处理并提取外部轮廓,提取了建筑区。以COSMO-SkyMed SAR影像为数据源进行了实验。结果表明该方法能够有效提取高分辨率星载SAR图像中的建筑区,提取效果明显优于未利用纹理特征的方法。     

尺度不变特征变换法在SAR影像匹配中的应用

通过几组可代表合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)影像配准主要实际应用情景的实验, 对尺度不变特征变换法(Scale invariant feature transformation, SIFT)在SAR图像配准中的应用能力进行了系统的评价. 发现SIFT方法可以实现同轨获取的多时相斜距影像之间、斜距与地距影像之间、地距影像与经过地理编码的斜距影像之间的精确配准. 为了利用SIFT实现整景遥感影像间的配准, 提出了分块处理的方法. 实验发现分块寻找特征点虽然可引起特征点总数的降低, 但特征点的重复出现率仍大于76\%, 可满足大影像间配准的需要. 同时也发现SIFT匹配过程过于耗时是阻碍其在遥感领域实际应用的技术瓶颈. 本文指出了解决该瓶颈的技术方向, 并对不变特征匹配法在遥感领域的应用进行了展望.     

基于边缘几何特征的图像精确匹配方法

提出一组快速高精度计算切线斜率的五点公式，用以估计图像边缘曲线的角度特征，并利用角度直方图估计图像几何变换的旋转参数，实现具有大旋转差异图像间的粗匹配．在进行角度补偿后，利用灰度互相关判据搜索匹配点对，计算出几何变换参数，实现较高精度的旋转和平移校正，最后用松弛迭代法完成图像的精确匹配．与基于小波方向角特征的匹配方法相比，文中方法利用图像中主要的边缘信息实施匹配，具有较好的鲁捧性，可成功实现对各类具有较大相关程度图像间的精确匹配，对图形匹配也具有重要意义．     

针对大视差图像拼接的显性子平面配准

目的 针对图像拼接中大视差图像难以配准的问题,提出一种显性子平面自动配准算法。方法 假设大视差图像包含多个显性子平面且每个平面内所含特征点密集分布。对该假设进行了验证性实验。所提算法以特征点分布为依据,通过聚类算法实现子平面分割,进而对子平面进行局部配准。首先,使用层次聚类算法对已匹配的特征点聚类,通过一种本文设计的拼接误差确定分组数目,并以各组特征点的聚类中心为新的聚类中心对重叠区域再聚类,分割出目标图像的显性子平面。然后,求解每个显性子平面的投影参数,并采用就近原则分配非重叠区域的单应性矩阵。结果 采用公共数据集对本文算法进行测试,并与Auto-Stitching、微软Image Composite Editor两种软件及全局投影拼接方法（Baseline）、尽可能投影算法（APAP）进行对比,采用均方根误差作为配准精度的客观评判标准。实验结果表明,该算法在拼接大视差图像时,能有效地配准局部区域,解决软件和传统方法由误配准引起的鬼影、错位等问题。其均方根误差比Baseline方法平均减小55%左右。与APAP算法相比,均方根误差平均相差10%左右,但可视化配准效果相同且无需调节复杂参数,可实现自动配准。结论 提出的显性子平面自动配准算法,通过分割图像所含子平面进而实现局部配准。该方法具有较高的配准精度,在大视差图像配准方面,优于部分软件及算法,可应用于图像拼接中大视差图像的自动配准。