基于局部不变特征的遥感图像星上目标识别技术研究

来源 :中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 被引量 : 9次 | 上传用户:a77115280
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着航天遥感技术的不断发展,遥感图像的分辨率不断提高,高分辨遥感图像越来越广泛的应用于诸多军民领域,尤其在军事领域,基于航天遥感图像的目标识别技术已逐渐成为获取军事情报的重要手段。但目前我国现有遥感卫星的星上处理能力较弱,诸如遥感图像目标识别等工作仍主要在地面进行。卫星数传能力及地面站分布直接导致了图像的获取流程复杂,受卫星轨道及地面站资源分配限制,遥感图像数据从获取到地面站接收的周期大约在1天左右。而星上目标识别技术可以在轨完成遥感图像的判读和解译等功能,并将识别的结果以信息流的方式通过中继卫星或遥测系统及时下传到地面,大幅缩短了情报的获取时间,保障了遥感信息的时效性。本文针对遥感图像的特点及星上处理存在的问题,结合现有目标识别技术的发展趋势,提出基于局部不变特征的遥感图像星上目标识别方法,并对识别方法中所涉及的特征检测、特征描述以及匹配识别等步骤做了深入研究。同时,本文还根据所提算法的特点,设计了星载目标快速识别系统,以期为实际工程应用提供理论依据和参考。为保证目标识别的快速性和准确性,本文首先提出一种基于尺度空间的快速特征点检测算法。该方法通过图像降采样的方式建立尺度空间,并在每一层空间内使用AGAST算法检测特征点。针对尺度空间平滑作用带来的特征点偏移问题,提出一种基于特征点局部重定位的方法,根据特征点局部邻域的结构特征重新确定特征点的位置。实验结果表明,该算法对遥感图像中经常存在的尺度、视角以及光照变换问题具有较强的鲁棒性,且算法耗时较短,特征点定位精度较高。针对遥感图像复杂多变的特点,尤其是光照变化明显的问题,本文提出一种基于特征点强度归一化的FREAK描述算法。首先通过调整FREAK描述符的采样模型,使采样点更加注重边缘、轮廓特征的提取;然后根据采样点的梯度对特征描述符进行主方向估计;最后利用特征点邻域像素强度均值做归一化处理。实验结果表明,该算法在尺度、旋转以及光照变换的条件下,表现效果较好;而在视角变换的条件下,其鲁棒性满足一般处理需求;算法的耗时相对较短,适合应用于遥感图像的快速处理。针对遥感图像数据量大,且星上处理能力较低的特点,本文提出一种适用于遥感图像星上目标匹配识别的改进混合溢出树方法。该方法在特征数据的预处理阶段,采用基于中心点的分割方式,通过舍去边缘稀疏的数据点,进行冗余分割;在特征匹配阶段,使用异或运算度量特征向量间的距离,并改进了SIFT算法的特征匹配策略,利用K邻近特征匹配距离的均值代替次邻近距离;最后利用RANSAC算法剔除误匹配点。实验结果证明,应用本文搜索算法对遥感图像进行目标匹配识别时,其搜索效率更高,处理耗时较短,且匹配的准确率更高。针对遥感卫星成像时太阳高度角较低导致图像出现大量阴影区域,从而带来识别率较低的问题,本文提出了一种基于超像素分割与拼接重建的飞机目标匹配识别方法。首先通过梯度方向直方图估计目标方向,以保证拼接时模板方向与拼接方向一致;然后提出一种改进的SLIC超像素分割算法,采用纹理特征相似性度量代替原算法的颜色空间相似度量,进行超像素分割;再次,通过求取目标模板面积与拼接面积失配率的最小值确定拼接结果;最终通过特征匹配识别目标。实验结果证明,文中方法对目标分割的精度更高,可以有效去除图像中的阴影区域,与未加入超像素分割前的情况相比,识别的准确率得到了提高。在工程应用方面,本文基于FPGA+DSP的组合平台,研制了星载目标快速识别系统。利用Open VPX的总线设计及双DSP并行流水处理的思想,在保证系统通用性及可扩展性的同时,提高算法的处理效率,为星上目标快速识别奠定基础;此外,高速接口的使用也为星上遥感图像大数据量的传输提供了有力的保障。最后,根据遥感卫星下传的原始图像数据,并应用本文所提算法,进行了遥感图像目标识别实验,验证了星上目标识别的可行性。
其他文献
体育消费行为是一个动态的过程行为。从微观角度入手,采用行动者-系统动态学理论的研究方法,把这一动态系统分为体育消费心理反映模式、体育消费的实施或实现、体育消费评价3
为了提高ZnO微纳米材料对有机染料的光催化降解性能,以ZIF-8为中间体制备了ZnO,并对其进行稀土Ce掺杂,利用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜及能谱(
互联网技术在建筑工程行业中的广泛应用已成为不可阻挡的发展趋势,所以,我们需要结合实际情况,通过建立广泛联系的信息化平台,构建全新的运作机制,提高施工效率,打造智慧工地
新生儿脐断端是病原微生物入侵的特殊门户,极易发生感染,且脐部是厌氧菌感染的好发部位。若脐部护理不当易发生新生儿脐部感染和出血,甚至引起新生儿败血症,因此,对新生儿脐部的护
人们生活水平地提高推动了汽车市场的发展,为消费者提供更具个性化的产品。为了节省成本和提高效率,需要在项目开发中,实施有效管理。本篇文章首先简要介绍汽车开发以及项目
盛燮荪对督脉百会、大椎、灵台、命门4穴的定位和针刺灸治方法均有独特的经验,特别对百会和大椎的定位有自己独特的方法。百会穴点定位正确以后,则前后左右诸穴均可依分寸而定;
为深入探究PPP项目全寿命周期质量管理,将精细化管理理念应用到PPP项目质量管理评价体系中,以BOT模式的PPP项目为研究对象,将PPP项目全寿命周期划分为前期策划、项目融资、项
目的:探讨内窥镜辅助下眼眶骨折手术整复效果。方法:回顾性分析2013-08/2016-08期间入我院就诊的眼眶骨折患者800例800眼,按照手术方式不同分为两组。其中354眼行鼻外径路手
急诊科是抢救危重患者的前沿阵地,危重患者在经过抢救、复苏、早期处理后,因诊断与进一步治疗的需要,往往需转运至检查科室、手术室或病房,途中虽然只有几分钟到十几分钟,但
肝损伤是外科常见的急腹症,病情大多危急,病死率高。因此,早期正确的诊断与及时的处理是抢救患者生命的关键。现将我院2000年1月至2010年7月收治的86例肝损伤患者的诊断与处