一种改进的高分辨率卫星影像数字表面模型生成方法

针对高分辨率卫星立体影像生成数字表面模型(DSM)过程中由于影像几何和辐射差异造成匹配困难和误匹配等问题,综合运用尺度不变特征转换(SIFT)算子和归一化互相关(NCC)算子,并考虑核线和视差约束,提出了一种基于三角网视差约束的影像分层匹配方法,同时对匹配窗口进行自适应优化改进,实现特征点、格网点和特征线的匹配,从高分辨率卫星影像生成DSM.将提出的方法应用于上海崇明WorldView-1和浙江舟山资源三号卫星影像生成对应区域的DSM,与地面控制点和已有DSM对比分析,高程精度与像素分辨率相当,验证了所提出方法的有效性.     

基于SURF和TPS的立体影像密集匹配方法

利用加速鲁棒特性(SURF)算法搜索影像的特征点,基于薄板样条(TPS)建立对应域之间连续和光滑形变变换,用于影像视差的估计,在此基础上提出一种新的立体影像密集匹配方法.首先,基于SURF算法进行特征匹配;然后,利用极线和TPS变换约束选择稳定可靠的同名点,计算影像之间的TPS变换矩阵,估计对应点的位置;最后,基于影像灰度进行密集匹配,并利用极线约束和TPS矩阵删除误匹配点.为保证视差估计的可靠性,利用种子点的外接凸边形对匹配区域进行限定.以人脸三维重建中的影像匹配为例,得到了稳定可靠且密集的同名点.     

高分辨率影像道路提取的整体矩形匹配方法

提出了一种整体矩形匹配方法,对高分辨率遥感影像中的城市直线道路进行提取.方法基于影像特征、道路知识和数学形态学的击中击不中思想,通过改变影像分割阈值、矩形宽度和矩形方向,从矩形的内部和外部进行整体匹配,使得矩形满足最佳匹配原则,从而提取出道路.利用提出的方法对高分辨率卫星影像进行了实验.结果表明:该方法能较好地消除树木、汽车等对道路提取的影响,有效地提取出直线道路的边缘.     

应用于无人机视频影像密集匹配的特征描述方法

为了降低无人机视频影像密集匹配的消耗时间, 提高处理效率, 提出快速的特征描述和特征匹配方法。该方法首先利用Harris算子检测角点, 然后通过特征描述符simplified-DASIY(S-DASIY)对检测角点进行特征描述, 生成该点的25维特征描述符。根据相应的匹配准则对影像对特征点进行匹配, 得到影像对的匹配点。实验表明, 该方法能够显著减少特征点的生成和匹配时间。     

基于倾斜校正和视差估计的遥感影像稠密匹配方法

针对航空遥感影像稠密匹配效率较低、匹配精度和密度不够高的缺陷，提出了一种基于倾斜校正和视差估计的航空遥感影像稠密匹配方法。首先基于稀疏同名点、通过倾斜校正生成核线影像；以三角形为插值单元，得到核线影像对中各像素的初始视差；在初始视差的邻域内沿核线搜索最佳匹配点，搜索时增量计算匹配窗口的灰度均值，且将搜索步长设为2，以提高搜索效率。实验结果表明，本文方法可以达到逐像素的匹配密度，且匹配的正确率和精度很高；基于稠密点重建的真实感三维场景证明了本文方法的有效性和实用性。     

基于空间结构约束的改进迭代最近点影像配准

提出了一种改进的基于空间结构约束的迭代最近点(ICP)影像配准方法.该方法通过结合特征点的空间结构相似性和特征相似性获得特征点的匹配矩阵,其中特征相似性通过特征点的局部特征描述算子进行计算,空间相似性则通过特征点的空间位置进行计算.特征点之间的空间结构相似性不仅包括了对应特征点之间的空间距离,还包含了特征点到邻近特征点的空间距离.在匹配过程中,分别从参考影像和待配准影像的角度出发,实现了匹配的对称性处理.通过对具有不同影像特征的真实遥感影像进行实验,结果表明该算法具有较高的配准精度.     

一种适用于近景数码影像的概率松弛匹配方法

用于近景摄影测量的普通数码影像与航空影像相比,存在更为复杂的影像变形和影像遮挡等问题,这使得其影像匹配的难度大大增加。针对近景数码影像的特殊性,提出一种改进搜索策略的概率松弛匹配算法。该算法采用格网点和特征点相结合的方式来确立初始点匹配过程;并从核线、视差等方面进行多重约束,保证匹配的连续性和正确性。实验结果表明,该算法适用于近景数码影像的匹配,在复杂的高山峡谷地区的立体匹配正确率可达到98%。     

基于Delaunay三角网约束的倾斜影像匹配

针对倾斜影像存在尺度变化大、匹配困难的问题,提出一种基于Delaunay三角网约束的倾斜影像匹配方法.首先检测影像上的最大稳定极值区域(Maximally Stable Extremal Regions, MSER)作为初始匹配点,然后利用这些初始匹配点构建Delaunay三角网,并以同名三角形、核线、灰度等作为约束条件,迭代匹配左、右影像上三角网内的尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transform, SIFT)特征点.试验表明:所提方法能获得可靠的匹配结果,匹配点分布均匀,具有较高的匹配正确率和匹配精度.     

基于位置约束的参考图引导的遥感影像超分辨率网络

在遥感对地观测领域中,往往需要对生态或地质环境进行长时间跨度的监测.然而,仅通过卫星拍摄的高分辨率影像来实现在长时间跨度范围内对同一位置区域的覆盖是较为困难的.因此,之前的研究多采用单图像超分辨率算法来对低分辨率影像进行重建.但单张低分辨率影像中的信息是有限的,所以该类算法的重建结果往往较为平滑和模糊.实际上,对于同一位置区域而言,通常可以获取到来自不同卫星在不同时间段拍摄的多幅分辨率不同的遥感影像.其中的高分辨率影像可以作为低分辨输入在重建过程中的参考影像.因此,提出了一种基于位置约束的参考图引导的遥感影像超分辨率网络.该网络首先通过一个基于位置编码的纹理转换模块来实现参考图像与低分辨率图像之间的相似特征块匹配.同时引入位置约束,即根据低分辨率输入中邻近元素所对应的参考相似块的聚合度来对转换后的参考图像进行编码,从而提高匹配的准确度.同时,还提出了一种基于通道注意力机制的多尺度特征自适应融合模块,该模块有效提高了网络在进行跨尺度特征融合时的特征表达能力,进一步提高了网络的重建性能.实验结果表明,相较于其他新近的超分辨率方法,该网络在4×和8×超分辨率任务上均表现出了更为优越的重建性能...     

一种用于制作CBERS-02C卫星融合影像的配准方法

提出了一种用于制作资源一号02C卫星(CBERS-02C)融合影像的配准方法.首先对多光谱及全色影像进行几何精纠正,并采用SIFT算法对两种纠正影像的缩略图进行粗匹配;然后通过提取Harris特征点,并根据粗匹配的结果预测对应同名点的位置,使用基于灰度相关的匹配方法进行精匹配;待剔除匹配点粗差后,再采用基于三角网的面元纠正实现影像的精确配准.多组数据的试验验证了所提方法的可行性.该方法已成功应用于CBERS-02C卫星数据的自动化处理系统.     

基于相似度模型耦合角度制约规则的图像匹配算法

为了克服当前图像匹配方法主要通过测量距离的方法来实现图像匹配,忽略了图像间的相似度,导致算法存在错误匹配较多以及鲁棒性较差的问题。本文提出了基于相似度模型耦合角度制约规则的图像匹配算法。采用FAST检测方法对图像特征进行检测,快速获取鲁棒特征点,以改善算法的匹配正确率。随后,利用SURF特征描述机制,通过计算特征圆域内的Haar小波响应值,对特征点进行描述。引入结构相似度SSIM(structural similarity index measurement)模型,将其与欧氏距离模型相结合,构造相似度模型,从结构相似度与测量距离两方面出发,将特征点进行粗匹配。最后,利用特征点的余弦关系,求取特征点间角度,建立角度制约规则,对粗匹配结果完成优化。实验结果显示:与典型的匹配方法相比,该算法具有更好的匹配性能较好,在多种几何变换下仍具有理想的匹配精度。     

基于尺度制约规则耦合距离约束的图像匹配算法

为了提高图像的匹配精度及其鲁棒性,本文提出了基于尺度制约规则耦合距离约束的图像匹配算法.首先,采用箱式滤波器对高斯函数二阶偏导进行逼近,对特征点进行检测;同时,利用特征点对应的空间尺度来建立尺度制约规则,剔除伪特征点.然后,以特征点为中心,形成圆形区域,计算其Haar小波响应,获取特征点的主方向以及特征向量,形成特征描述子.随后,利用特征点的尺度相似性以及角度相似性来建立空间相似法则,完成特征点的匹配.最后,利用特征点欧氏度量的结果,建立距离约束模型,对匹配特征点之间的距离进行约束,剔除错误的匹配特征点.实验结果显示,与当前图像匹配算法相比,本文算法匹配的图像具有更好的匹配准确度及匹配精度.     

基于直线段上下文的红外与可见光图像匹配

成像设备、所用光谱和拍摄时间等因素的差异给红外与可见光图像匹配带来了较大的困难。考虑到边缘直线段在异源图像中的稳定性,提出一种基于线段上下文的红外与可见光图像匹配方法。首先,采用LSD(line segment detector)算法检测出图像中的直线段,接着按照几何约束规则挑选出关键直线段,并计算它们的交点,将交点与Harris角点一起组成图像特征点;通过计算特征点四象限邻域内线段的得分,得到每条线段对特征点的贡献,在此基础上采用圆形阵列的方式,构建基于线段上下文的特征描述子;最后运用双向匹配策略和RANSAC算法实现红外与可见光图像的匹配。实验结果表明,所提方法能够对灰度差异较大的红外与可见光图像实现精确匹配,并且在鲁棒性和时间效率方面都要优于主流异源图像匹配算法。     

基于双目立体视觉的海浪波面三维重建技术

为了提高海面特征点检测的准确度和三维重建的精度,在基于传统的Harris算法的基础上,提出1种基于高斯金字塔图像的改进Harris特征点检测算法.利用搭建的双目相机平台,对海浪图像进行采集并完成相机的标定过程,然后根据改进的角点提取算法对图像的角点进行检测,利用尺度不变特征变换(scale-invariant feature transform,SIFT)算法对海浪图像特征点进行立体匹配得出视差图,最后根据三角测量原理获取图像的深度信息,实现海浪波面的三维信息重建.实验结果证明,在针对海浪图像时,该方法具有更高的精度和准确度.     

一种镜像立体匹配改进算法

基于图像视差的三维扫描技术中,计算样本外形需要从存在干扰的图像中寻找匹配对应点,提出一种镜像立体匹配改进算法,处理场景存在镜面的情况下物体和镜像的点点对应问题.新算法通过计算像素点与其邻域的灰度值之差,结合变权构建多维判别向量,通过判断物体空间和像空间中对应点的多维向量夹角的大小,来确定两个像素是否匹配.实验结果表明,相比传统的SAD,NSAD,SSD,NSSD立体匹配方法,新算法能够更好地处理有衰减模糊和色差的图像匹配问题,提高重现物体的几何外形精度.     

基于分块信息熵和特征尺度的图像配准算法

针对当前图像配准技术中特征点的检测和匹配存在的问题,提出了一种基于分块信息熵和特征尺度的图像配准算法.通过对图像进行分块,结合每块图像的信息熵,改善了Harris-Laplace算子提取的特征点分布过于集中的问题.通过比较角点响应函数的值,剔除了特征点中的冗余点.通过结合特征点的尺度信息、Hu矩和双向匹配策略,提高了初始匹配点对的准确率.仿真结果表明,改进的配准算法可以实现高精度的图像配准,对图像的几何变换具有很强的鲁棒性.      

超分辨率数字图像特征提取及重构方法研究

当前超分辨率数字图像特征提取及重构方法容易受到外界环境的干扰,导致重构结果不可靠,重构图像质量较低。为此,提出一种新的超分辨率数字图像特征提取方法,通过BRISK描述子对超分辨率数字图像特征进行提取,以提高重构图像质量。详细分析了重构约束的构建过程;在此基础上,通过低分辨率数字图像与平滑性求解获取高分辨率数字图像,从而实现超分辨率数字图像的重构。实验结果表明,采用所提的新的超分辨率数字图像特征提取及重构方法对图像进行重构,不仅匹配性能高,而且重构图像质量优、效果佳。     

基于局部锐度分布耦合核典型相关分析的图像匹配算法

提出了基于局部锐度分布耦合核典型相关分析的图像匹配算法.首先引入Forstner算子对特征点进行精确提取;随后计算每个特征点对应的锐度值,从而构造局部锐度分布模型,生成低维度的特征描述子;接着引入归一化互相匹配策略(Normalized Cross Correlation,NCC),完成特征点的匹配,增强算法的鲁棒性;最后基于核典型相关分析(Kernel Canonical Correlation Analysis,KCCA)技术,建立归一化距离函数,对匹配特征点进行提纯,剔除误匹配点.仿真实验结果表明:与当前图像匹配算法相比,本文算法不仅具有较高的匹配精度及较强的鲁棒性,而且还具有较高的匹配效率.     

基于SIFT特征矢量图的快速图像拼接方法

为了减少图像拼接方法的计算复杂度,提出一种基于尺度不变特征变换(SIFT)特征矢量图的快速图像拼接方法.该方法首先结合相位相关算法,确定待拼接图像的重叠区域,限定SIFT特征点检测范围;然后考虑特征点的空间位置信息,构建SIFT特征矢量图像,以便在特征匹配时限制匹配点的搜索范围,快速获得匹配点对.实验结果表明,该方法减少了大量的不必要搜索,提高了图像拼接速度.