基于改进OS-SIFT的可见光与SAR图像自动配准

针对尺度不变特征变换（SIFT）算法配准可见光和合成孔径雷达（SAR）图像时性能较差的问题,提出了一种基于改进光学-SAR图像的SIFT(OS-SIFT)可见光和SAR图像配准算法。首先,利用非线性扩散滤波构建可见光和SAR图像的非线性扩散尺度空间,并采用多尺度Sobel算子和多尺度指数加权均值比算子分别计算可见光和SAR图像的一致性梯度信息。然后,用图像分块策略剔除尺度空间第一层后对尺度空间进行分块,在一致性梯度信息的基础上提取Harris特征点,得到稳定且均匀的点特征。基于梯度位置和方向直方图模板构建描述符并对其进行归一化处理,以克服影像间的非线性辐射差异。最后,利用欧氏距离进行特征匹配,并采用快速抽样一致性算法剔除误匹配。实验结果表明,相比联合位置、尺度和方向的SIFT算法和OS-SIFT算法,本算法的匹配率有明显提高,均方根误差也相对较低。     

机器视觉在激光图像拼接中的应用

为高效、有效拼接低分辨率激光图像,提出基于机器视觉技术的低分辨率激光图像拼接方法。先采用机器视觉技术获取低分辨率激光图像特征亚像素,根据特征亚像素对低分辨率激光图像进行分割,判断低分辨率激光图像中前景特征位置;通过基于区域分块与SIFT特征的低分辨率激光图像拼接算法,根据归一化互相关系数分割需拼接图像间的相似范围,使用SIFT算法在重叠范围中搜索用来匹配的特征点并实现快速精确配准,实现低分辨率激光图像间无缝拼接。研究结果显示：所提方法拼接后,图像不存在明显的接缝;拼接过程中图像特征匹配速度极快,特征匹配耗时低于400 ms;特征匹配正确率高99%;拼接结果与实际图像间均方根误差较小,可在短时间内有效拼接低分辨率激光图像。     

基于图像自相关矩阵的改进SIFT算法研究

针对尺度不变特征变换(SIFT)匹配算法存在计算量大、复杂性等问题,本文提出了一种基于图像自相关矩阵的迹的改进SIFT匹配算法。首先,将特征点的邻域划分为两个同心圆,再以特征点的主方向为基准方向,每次逆时针旋转度,将特征点邻域图像划分了多个区域;其次,为每个区域图像计算自相关矩阵的迹,按逆时针方向组合形成SIFT特征描述符;最后,对生成的特征描述符进行归一化处理,得到较低维数的特征描述符,新的特征描述符提高了图像匹配的效率。实验结果表明,与传统算法相比,改进的算法在保持较高匹配精度的情况下显著提高了匹配的速度。     

基于SIFT特征的两阶段procrustes迭代匹配算法

以得到尽量准确的图像SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征点之间的匹配关系为目的,给出了一种基于SIFT特征的两阶段procrustes迭代匹配方法。该方法首先基于图像SIFT描述向量得到图像SIFT特征点之间的初始匹配关系,初始匹配的特征点之间存在较多的错误匹配特征点对,然后利用特征点之间全局的几何约束采用第一阶段的procrustes迭代匹配方法去除错误匹配的特征点对,这时部分正确的匹配特征点对也可能被去除,最后利用另一个procrustes迭代匹配过程找回被去除的正确匹配特征点对。仿真实验表明,本文的方法有效去除了SIFT描述向量匹配中存在的错误匹配点对,并能找回被去除的正确匹配点对,得到图像特征点之间正确的匹配关系。      

基于改进SIFT算法的单目SLAM图像匹配方法

基于单目视觉的机器人同步定位与地图创建(SLAM)方法是实现机器人自主行走的重要研究方向之一,而图像特征匹配技术是该方法中的关键技术。基于尺度不变特征变换(SIFT)算法的SLAM匹配方法具有提取特征点数量丰富、稳定等优点,然而在速度以及正确率方面仍存在一些不足。因此针对SIFT算法描述子维数高、匹配时间长等问题,提出了一种改进的SIFT算法,将原128维的特征描述子降至内部矩形外部圆形的24维特征描述子,匹配过程中应用了三线性插值、RANSAC算法等对匹配结果去除误匹配。实验结果最终表明,改进后的SIFT算法不仅对角度变化、光照变化等情况均具有良好的鲁棒性,匹配速度和正确率也有显著提升,可满足实时SLAM同步地图构建的需要。     

变环加权SIFT算法的图像拼接

针对传统SIFT匹配算法数据量大、时间复杂度高的问题,提出基于尺度不变特征变换(SIFT)特征提取方法获得特征点,并采用变换步长的圆形区域选区对特征点进行描述,改进了SIFT特征的64维描述符和88维描述符的不足。将改进后的算法应用到图像拼接过程中,通过实验验证了改进后的方法在时间复杂度方面有所改善。     

基于改进Harris角点检测算法的遥感影像匹配研究

本文基于改进Harris角点检测算法,对遥感影像匹配采用优化的Harris算子方法进行了研究.根据高分辨率遥感影像特点,提出了一种新型的影像匹配方法,其中充分融合了SIFT描述符和Harris算法.结果显示,该影像匹配方法能够得到高分辨率遥感影像匹配效果,并且与传统方法相比其还具有旋转不变性特征.本文算法在提高匹配速度的同时,匹配精度只发生了较小的降低.相对于基于SIFT的匹配方法,本文匹配方法在特征点匹配上耗时较少,匹配精度比SIFT匹配方法提高了4.18个百分点.     

基于LDA的SIFT算法在图像配准中的应用

针对SIFT算法复杂程度高,实时性差,在维数较高的图像配准中并不实用的问题,提出了一种基于线性鉴别分析(LDA)的SIFT算法(SIFT-LDA)。首先利用SIFT算法提取出图像的特征点向量,然后用LDA方法对其进行特征抽取并降维。通过高维自然图像和单幅人脸图像进行实验,实验结果表明SIFT-LDA算法在保证匹配精度的同时,实时性要优于传统的SIFT算法,其匹配时间相对于传统SIFT算法缩短了将近一半。     

基于SIFT特征与预测的运动目标检测算法

为了在动态场景下对运动目标进行快速检测,提出一个改进的SIFT特征匹配的检测算法。首先采用SIFT方法提取匹配的特征点;然后为全局运动建立起旋转参数模型,并使用RANSAC方法排除外点的影响,运用最小二乘法求解全局运动参数;最后利用基于残差图像块的更新策略对特征点进行更新。该算法是基于预测的SIFT特征点匹配算法,不仅保持了SIFT方法的优越性能,而且提高了检测目标的速度。与块匹配算法的实验结果对比表明,该算法可以实时准确地检测出运动目标。     

Measure of the temperature-depth profile by an S band radiometric receiver for biomedical applications

The authors present a method for measuring the temperature-depth profile in a lossy material by applying Kalman algorithm to radiometric signals. The method employs a correlation microwave radiometer. It uses both short-range weighting functions and the delay times of the correlator. An experimental verification of this new thermal inversion approach is presented. The thermal noise is received in the microwave domain, by a S band radiometer by using an automatic experimental bench. A feature of this method is that it can be used in biomedical applications.     

星上红外遥感相机的辐射定标技术发展综述

随着对天基对地以及临近空间目标探测的需求增大,高性能红外相机探测及海量数据定量化迫切需要高可靠性、高精度的辐射定标技术,因此,星上辐射定标装置已成为当前空间定量遥感技术发展的重要方向。在轨红外遥感相机的辐射定标主要校正探测器响应的不均匀性（相对辐射定标）和建立遥感相机输出信号与输入辐射量的函数关系（绝对辐射定标）。在介绍红外相机星上辐射定标基本原理的基础上,综述近年来几个国内外典型星上辐射定标装置及其特点,并介绍笔者所在课题组近年来基于内部定标源+天空星图的红外相机高动态范围（HDR）相对辐射定标方法的研究进展。论文对于红外辐射定标技术及星上辐射定标装置的发展具有参考意义。     

变积分时间的空间红外相机单点绝对辐射定标法

针对星上多点辐射定标获取方法问题,研究了变积分时间的单点绝对辐射定标方法。首先,根据红外相机响应特性建立了变积分时间的红外成像系统响应模型;其次,分析了变积分时间和变辐射亮度相机响应模型的理论差异,提出了利用星上单点标准变积分时间的红外相机绝对辐射定标方法;最后,结合探测器的光谱响应曲线,分析了变积分时间单点定标法引入的系统误差。实例计算表明:在积分时间为10 ms、温度范围为250～500 K的黑体辐射能量下,对应适当温度的单点标准变积分时间绝对定标方法,引入的最大原理误差可达1.5%。变积分时间的单点绝对定标方法避免了黑体多点定标设计和控制的复杂性,可用于空间红外相机的在轨辐射定标。     

基于几何结构属性的光学和SAR影像自动配准

提出了一种基于几何结构属性的光学和合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)影像配准方法.该方法引入了具有光照不变性的相位一致性模型进行影像特征提取,采用该模型的强度和方向信息构建了一种几何结构特征描述符—相位一致性方向直方图(histogram of orientated phase congruency,HOPC),并根据该描述符间的欧式距离定义了影像匹配的相似性测度(称为HOPC_n).该测度能表示影像间的几何结构相似性.通过选择4组光学和SAR影像进行试验,结果表明,HOPC_n能有效率的抵抗影像间的非线性辐射差异,并且其匹配性能好于经典的相似性测度.另外,也设计了一种基于HOPC_n自动的配准方法,试验结果证明了该方法的有效率和鲁棒性.     

高分一号卫星PMS 相机多场地宽动态辐射定标

为克服卫星遥感器常规定标方法不足,实现GF-1 卫星PMS 相机高精度在轨定标,提出了多场地宽动态辐射定标方法,分析了新方法的不确定度。首先,介绍宽动态辐射定标原理和试验场区概况,设计开展了GF-1 卫星多场地同步观测试验;接着,基于试验数据和宽动态定标模型,实现了GF-1 卫星PMS 相机的在轨辐射定标;最后,讨论GF-1 卫星PMS 相机多场地定标的不确定度和模型的稳定性。结果表明:GF-1 卫星PMS 相机自发射以来辐射响应特性与实验室定标结果相比发生了一定变化,最大变化量达到了7.72%;PMS 相机多场地辐射定标的综合不确定度为5.35%。所获取的PMS 相机定标系数满足遥感辐亮度产品生产的精度要求,且多场地定标可作为后续高分卫星的在轨定标的方法参考。     

基于加权最小二乘法的红外辐射定标

随着红外物理与红外技术的深入发展,目标的辐射特性测量受到了广泛的重视,红外探测器的辐射定标直接决定了辐射特性测量精度,为此文中建立了辐射定标系统,对3～5μm的红外焦平面阵列相机进行了绝对辐射定标实验。文中给出了辐射定标的数学模型,制定了定标的流程并进行了相应的辐射定标实验;针对红外标准源和环境波动性的影响,提出了加权最小二乘法的辐射定标优化方法;通过外场辐射特性测量实验表明,该方法的反演误差优于4%,提高了辐射定标的精度,结果满足实际工程的需要。     

基于OFDM信号的无线电定位系统研究

针对NLOS(非视距)环境下高精度定位,给出了基于OFDM(正交频分复用)信号的无线电定位方法,利用现有的并非专门为定位设计的无线电信号进行定位。建立了OFDM无线电定位模型,分析了OFDM信号结构,给出了基于TDOA(波达时间差)定位方法。采用特征相关法进行符号边界、采样序列和符号序列偏移计算,通过仿真验证了本文方法的有效性,尤其是均值特征相关法在信噪比为-5dB时也可获得精确的TDOA测量。     

视频卫星在轨相对辐射定标方法

视频卫星利用敏捷姿态性能对地凝视成像,实现对目标的动态监测。为了消除视频卫星获取时序图像中由探测元件响应差异引起的非均匀性,获得清晰的图像和准确的辐射信息,需要针对视频卫星传感器进行相对辐射定标。由于成像机理不同,基于统计的在轨辐射定标方法并不适用于视频卫星,提出采用均匀场景的视频卫星在轨相对辐射定标方法,分别对云层、海洋和沙漠三种典型的均匀场景进行凝视视频成像,解算相对辐射定标系,其中,沙漠场景的处理取得了较好的相对辐射定标系数,校正吉林一号视频单帧影像。该方法能够有效修复图像缺陷,图像的非均匀性由3.7%降低至1.2%。     

利用大洋浮标数据和NCEP再分析资料对FY-2C红外分裂窗通道的绝对辐射定标

介绍利用大洋浮标数据和NCEP再分析资料对FY-2C红外分裂窗通道进行在轨绝对辐射定标的方法,并选择了2006年10个时次的卫星数据进行辐射定标试验.将利用这种方法获得的定标结果与FY-2C卫星数据产品中提供的定标查找表进行比较分析,结果表明两套不同的定标系数反演的大气层顶(TOA)亮度温度的主要差别集中在云顶、冰雪覆盖区域等低温像元;而在常温区的陆表和海表像元定标结果差别较小,反演的TOA亮温差在2K左右.提出的替代定标方法可以极大地提高定标频次,为实现FY-2C红外分裂窗通道的实时绝对辐射定标提供了重要的方法基础.