多Agent系统在遥感图像目标识别系统中的应用研究

从遥感图像分类方法的基本原理入手,介绍了多A gent系统因其智能性和并行计算能力在遥感图像目标识别领域的应用,并将模糊数学、神经网络以及统计学理论与其有机地结合起来,发挥综合系统的整体优势去解决问题。这对今后数据融合技术在图像处理中的研究和应用有很大的意义。     

融合边缘信息多运动目标检测识别系统设计

运动目标检测算法易受到噪声和亮度变换的影响,从而出现虚假目标,很难满足在实际应用中准确性和实时性的需求。针对上述问题,提出了一种融合边缘信息的多运动目标实时检测算法,并在FPGA平台上构建了视频图像处理系统。该算法首先使用高斯滤波增强算法来提高抗噪性能。然后,采用三帧差分法减少虚假目标的出现概率。同时,对图像进行边缘检测,并将边缘信息与帧差法的结果相融合。最后,运用多目标识别算法完成对运动目标的识别和标记。该算法实现充分利用了FPGA的并行计算和流水线操作,经实验测试检测识别系统能够在1280×720@60Hz视频场景下实现对最多16个运动目标的实时检测。     

基于周边抑制机理的遥感图像背景纹理抑制方法

针对遥感图像中主要目标周围的纹理信息对目标识别造成的干扰,提出了基于周边抑制机理的背景纹理抑制方法。通过在边缘提取的基础上增加周边抑制模块,实现了对纹理边缘和轮廓边缘的分别处理,有效地抑制了纹理、保留了轮廓。以周边抑制机理为基础,结合多尺度处理技术,进一步提高了背景纹理抑制的效果。实验结果表明,本方法可以有效抑制背景纹理,为识别有较多背景纹理的遥感图像地物目标创造良好条件。     

一种基于形态学的边缘检测算法

在对含有噪声图像进行边缘识别时,为了提高识别精度,提出一种基于形态学的边缘检测算法。准备两种不同尺度的形态学结构元素,并对图像进行形态学降噪处理;用不同类型的形态学结构元素对处理后的图像进行边缘检测,获得不同结构元素下的边缘图像;根据每张边缘图像的信息熵来确定权值,并将这些边缘图像按照比例进行合成。这样,即使在有噪声干扰的条件下也能获得较为理想的图像边缘。实验结果展示了该算法相对于其他边缘检测算法的优势,突出其在保持图像边缘清晰的同时还具有较强的噪声去除能力,有力地说明了该算法的有效性和实用性。     

基于边缘检测及RBF神经网络的遥感图像帧特征动态识别技术

为解决分辨率超限问题,实现对遥感图像帧特征对象的精准识别,提出基于边缘检测及RBF神经网络的遥感图像帧特征动态识别技术。求解微分算子与OTSU阈值,并以此为基础,确定边缘节点追踪参数的取值范围,实现对遥感图像边缘检测。根据RBF神经网络机制的构建标准,推导神经性激活函数,完成RBF神经网络识别模型的设计。在所选遥感图像中,实施帧特征分割处理,再联合动态合并条件,计算超像素指标与并行识别参量,完成基于边缘检测及RBF神经网络的遥感图像帧特征动态识别方法的设计。实验结果表明,在边缘检测与RBF神经网络模型的作用下,主机元件在长、宽、高三个方向上对于遥感图像帧特征对象的识别精度都达到了100%,分辨率超限问题得到较好解决,符合精准识别遥感图像特征的实际应用需求。     

遥感图像目标多尺度特征分析

地面目标在不同尺度的遥感影像中表现出不同的特征,对自动目标识别的准确性有很大影响。基于多分辨率遥感影像,研究典型图像目标的识别技术,给出了多尺度图像目标识别框架。首先针对不同尺度的遥感影像,分析了每个尺度上目标识别的有效特征。然后在提取典型目标的多种特征基础上,对这些特征进行尺度相关性分析,并研究不同的尺度对目标形状结构等特征产生的影响。实验结果表明,基于多分辨率遥感影像的识别框架可以有效地实现图像目标的分析与识别。     

基于云影距离模型的遥感图像多尺度融合算法

为了对含云及云影遥感图像上的云影进行有效消除,首先构建了遥感云影成像距离模型,并依据遥感云影距离模型,提出了一种新的云影识别算法,用来对有云遥感图像中的云层和阴影进行检测与识别,并生成融合区域图;然后在融合区域图的基础上,提出了一种多尺度图像融合算法,用来消除云影,即先对源图像进行多尺度几何分解,得到源图像的粗糙和细节分量,然后对云影区域和非云影区域分别采用不同的融合策略进行处理得到融合图像。仿真实验结果表明,该新融合算法不仅对薄云的消除效果非常好,而且对厚云及阴影的消除效果也非常好,且不会产生衔接边缘。     

边缘追踪模型与SURF检测结合提取天绘影像机场目标

目的 遥感影像提取识别机场目标是遥感领域研究的热点。但是大多研究仅使用被裁剪的影像进行提取识别,由于处理速度等原因很少使用整景高空间分辨率遥感影像提取机场目标。大多数研究是先提取出图像中的直线,根据直线确定机场跑道再确定机场目标,但高分辨率图像提取的直线不仅是机场跑道的,还有可能是高速公路、铁路、大型厂房的外墙、耕地边缘、山脉、地层等,如何区分提取的直线是机场跑道很少被研究。很多研究提取的都是大型机场目标,没有对小型机场进行提取识别,另外如果图像中同时有两个机场应该如何提取也没有被研究。天绘具有数据实时回收,数据全球覆盖等特点,本文将使用高空间分辨率天绘影像（6 000×6 000 像素）提取机场目标。天绘影像地物类型复杂,细节丰富,仅使用一般的空间滤波或边缘探测方法会导致检测结果中有过多的噪声和伪边缘,致使机场目标识别不出来,所以建立了一种以边缘提取追踪模型和SURF（speeded up robust features）检测结合的检测方法和提取流程,达到机场目标识别的目的。方法 边缘提取追踪模型是建立在边缘提取基础上。首先对天绘影像进行滤波处理消除噪声,再对图像进行梯度幅值和法线梯度方向的计算,并利用改进的非极大值抑制方法找到梯度图像中局部变化的最大值,删掉其他值,获得单像素边缘图像,然后对边缘图像进行边缘轮廓线追踪提取出边缘轮廓线,最后使用直线检测和SURF检测方法识别出机场目标。结果 使用本文方法成功地识别了4景天绘卫星图像中的机场目标。借助改进的非极大值抑制和边缘轮廓线追踪提取方法有效地提取了影像中所有地物的边缘,识别出的地物边缘都是清晰的、单像素的边缘,对地物边缘轮廓进行直线提取,并在提取直线的基础上使用SURF检测获得图像中的机场目标。利用天绘卫星图像成功在2景图像中分别提取出一大、一小两个机场,在另外两景图像中分别各提取出一个机场,顺利地实现了用天绘卫星图像提取识别机场目标的过程。结论 本文提出的机场目标提取方法十分有效,该方法不仅适合于天绘卫星遥感数据,还适用于和天绘卫星类似的其他遥感卫星数据。其中对非极大值抑制方法的改进能够提取出更准确的边缘,也能提取出更细微的边缘, 抑制虚假边缘的产生,对提取小型机场有帮助。     

基于多尺度自适应加权的改进Canny算子

在Canny算法框架下,对彩色遥感图像进行多尺度滤波分析。定义多个不同尺度的高斯滤波器,在每个尺度下,分别对遥感图像RGB三个通道进行滤波和梯度计算,取三个通道的梯度最大值为该尺度下的遥感图像梯度值。根据各个尺度的滤波器对噪声的抑制能力及边缘定位能力的不同,自适应地确定相应的权值大小,然后再将这些不同尺度下检测到的梯度图像用自适应确定的权值进行加权合成最终的梯度图像。在此基础上,由非极大值抑制和双阈值处理得到图像边缘。实验结果表明,该算法比传统的Canny算子在噪声抑制和边缘定位方面具有更优的性能,适合彩色遥感图像的边缘检测。     

彩色遥感图像的一种边缘检测算法研究

针对彩色遥感图像的复杂性、模糊性和噪声强等特点,提出了一种基于多方向模糊形态学梯度的彩色遥感图像边缘检测算法.算法在模糊域中用多个不同方向的结构元素,对彩色遥感图像进行模糊形态学梯度运算以检测彩色遥感图像边缘,不但能检测出具有方向性的真实边缘,还能有效抑制无方向性的噪声.实验证明,该算法对彩色遥感图像进行边缘检测的有效性.     

微机遥感图像处理系统MRSIPS

MRSIPS是面向遥感应用的遥感图像处理系统与地理信息系统的综合系统,该系统具有二个重要功能:(1)用遥感数据更新 GIS 中的数据,(2)将GIS中的信息和遥感信息进行综合分析,提高分类精度     

基于PixelBender的浏览器端遥感图像运算与增强显示研究

根据遥感图像在WebGIS中的应用特点和目前存在的问题,利用富互联网技术Flex和图像处理语言PixelBender,提出了将遥感图像计算工作分配于客户端浏览器执行的系统架构。并按此架构开发了一个原型系统。运行结果表明,此种架构可以在WebGIS中很好地实现遥感图像运算与增强,用户体验优良。为扩展遥感图像在WebGIS中的应用提供了新的思路。     

基于GPU的遥感图像配准并行程序设计与存储优化

遥感图像配准是遥感图像应用的一个重要处理步骤.随着遥感图像数据规模与遥感图像配准算法计算复杂度的增大,遥感图像配准面临着处理速度的挑战.最近几年,GPU计算能力得到极大提升,面向通用计算领域得到了快速发展.结合GPU面向通用计算领域的优势与遥感图像配准面临的处理速度问题,研究了GPU加速处理遥感图像配准的算法.选取计算量大计算精度高的基于互信息小波分解配准算法进行GPU并行设计,提出了GPU并行设计模型;同时选取GPU程序常用面向存储级的优化策略应用于遥感图像配准GPU程序,并利用CUDA(compute unified device architecture)编程语言在nVIDIA Tesla M2050GPU上进行了实验.实验结果表明,提出的并行设计模型与面向存储级的优化策略能够很好地适用于遥感图像配准领域,最大加速比达到了19.9倍.研究表明GPU通用计算技术在遥感图像处理领域具有广阔的应用前景.     

高性能遥感图像处理与空间信息网格建模

将空间信息网格技术（SIG）应用于遥感图像处理中，就是利用网格计算的特点，来解决遥感图像数据以及处理算法资源的共享、海量遥感图像数据的实时快速处理等问题。文章以此为主线，在分析高性能遥感图像处理问题的基础上，探讨了在网格环境下构造高性能遥感图像处理系统的可行性及相关关键技术的实现，提出了基于开放网格服务体系结构的系统模型，并实现了原型系统。实验表明，SIG用于遥感图像处理是可行的，并取得了一定的成果。     

中国遥感软件研制进展与发展方向——以像素专家PIE为例

随着航天航空遥感技术的飞速发展，立体式、多层次、多视角、全方位和全天候对地观测的时代已然到来。如何激活数据价值，更好地服务行业应用，满足快速增长的遥感应用需求，成为遥感企业面临的迫切课题。遥感图像处理软件作为遥感数据与行业应用的桥梁，在遥感产业化过程中发挥着不可替代的作用。本文概述了国内外遥感卫星数据和遥感软件发展历程，通过中国国产遥感图像处理软件——像素专家（pixel information expert，PIE）阐述了国产遥感软件的研制进展、典型应用和未来技术发展方向。PIE软件具有多源遥感载荷全方位支持、全谱段要素信息智能提取、多行业全业务链深度融合、海量遥感数据快速处理和自主产权程序完全可控等5大核心能力。未来将加强与大数据、云计算和人工智能等技术前沿领域的交叉融合，提升遥感数据分析处理、知识挖掘与决策支持能力，实现遥感数据的按需获取快速传输和专题信息聚焦服务。     

面向对象的高光谱遥感影像分类方法研究

在基于像素的高光谱影像分类方法的基础上,结合面向对象图像分析理论与方法,提出面向对象的高光谱遥感影像分类方法,并具体分析探讨了面向对象高光谱遥感影像分类的关键技术,包括多尺度分割、最优波段选择、人机交互和知识库的建立等。试验表明,面向对象的分类方法应用于高光谱影像较传统分类方法有较高的精度,有很大的应用潜力。     

无人机影像匹配点云单木识别算法

针对单木识别研究中“局部最大值”算法因窗口大小设置不同而产生的单木漏识别与错识别问题,提出了联合“局部最大值”与“单木树冠结构分析”的单木识别算法。算法首先利用“局部最大值”获得候选单木;然后对候选单木树冠结构进行分析,提取树冠结构曲线;最后通过对树冠结构曲线判别,剔除、合并错识别与过识别单木,从而提高单木识别的精度。选取大兴安岭林区８个典型样地进行实验,以实测可见单木为参考,与窗口大小为1.0 m、2.0 m 的两种“局部最大值”算法进行比较。结果表明,该算法8个样地整体F 测度为90.45％,相比1.0 m、2.0 m 窗口的“局部最大值”法F 测度74.82％、77.35％,分别提高,15.63％,13.10％。     

遥感影像地形与大气校正系统设计与实现

遥感影像地形和大气校正是提高定量化遥感数据处理精度的重要因素。目前的数据处理软件系统集成了一些地形和大气校正算法,但在应用中还存在不能获取重要的地形参数(如阴影因子、天空可视因子等),需提供精准DEM和校正方法基于朗伯体地表假设等问题。为应对遥感专业用户需求,设计并实现了遥感影像地形与大气校正软件系统,用以对影像进行地形辐射校正、获取DEM数据和相关地形参数、地形与大气校正等。介绍了系统的功能模块设计并展示了系统的原型版本,并应用系统中的地形和大气校正方法获取了HJ/CCD影像和Landsat/TM影像的反射率。校正结果表明:该系统中的BRDF模型能够有效消除地形影响。系统的实现可以为遥感科学研究和应用提供支撑。     

遥感图像星上智能处理地面仿真模拟系统设计与实现

传统卫星遥感应用模式复杂繁长,无法满足用户越来越关注的实时化遥感服务需求,为卫星配备智能化大脑,一方面可以降低数据传输带宽,另一方面可以提高数据获取的时效性,因此,星上智能处理已经成为遥感卫星发展的必然选择。但星上处理在轨调试困难,现有遥感卫星星上处理平台的地面测试系统都是卫星实验室测试时,针对不同的卫星载荷临时组建,缺乏通用性且并未形成集成化的装置,导致现有遥感图像星上智能处理的地面测试效率偏低。尤其是面对目前星上处理智能化的新需求,缺乏一套高性能、低功耗、全流程的星上处理地面仿真系统。针对遥感数据处理自动化与智能化发展的新特点,提出了一套基于FPGA与GPU相结合的遥感图像星上处理地面仿真模拟系统。该系统能够在地面模拟实现多种载荷的0到1级数据预处理,在预处理的基础上实现智能遥感影像的加速识别,其关键难点在于遥感图像智能处理算法的高计算复杂度和嵌入式计算机有限计算力之间的平衡;遥感图像处理领域的AI专用算法固化和硬件加速之间的平衡;不同卫星平台测试需求和系统架构通用性之间的平衡。本文阐述了仿真平台设计的方法,构建了基本原型并对其进行了验证。测试结果表明：该系统可以较好地完成星上智能处理典型算法地面全流程测试,所有硬件可以直接上星组装,完备度高,对优化和指导卫星地面仿真系统运行管理体系具有一定的参考价值。