【摘要】：合成孔徑雷達(dá)(SAR)是目前遙感數(shù)據(jù)獲取手段中發(fā)展最為迅速和最有成效的方式之一。隨著遙感平臺和微波成像技術(shù)的進一步發(fā)展,多種類型的SAR圖像數(shù)據(jù)越來越多,許多應(yīng)用需要綜合多種SAR圖像數(shù)據(jù)來進行對比分析。圖像匹配是根據(jù)圖像的物理和幾何屬性,找到同一場景中兩幅或多幅SAR圖像在空間上的對應(yīng)性,因此,SAR圖像匹配成為各類SAR數(shù)據(jù)應(yīng)用中基礎(chǔ)且共性的關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)構(gòu)特征是SAR圖像特征匹配中最常用的特征之一。但由于SAR圖像成像機理的特殊性和SAR圖像結(jié)構(gòu)特征提取的復(fù)雜性,SAR圖像及其結(jié)構(gòu)特征具有較為嚴(yán)重的不確定性,嚴(yán)重影響了SAR圖像結(jié)構(gòu)特征匹配的性能。因此,本文在SAR圖像及其結(jié)構(gòu)特征不確定性分析的基礎(chǔ)上,針對三類結(jié)構(gòu)特征各自所具有的典型不確定性,重點研究穩(wěn)健、精確、高效的SAR圖像結(jié)構(gòu)特征匹配方法。主要研究內(nèi)容和研究成果如下:SAR圖像及其結(jié)構(gòu)特征的不確定性分析:從成像機理的角度概述了SAR圖像的物理和幾何特性,探索性地提出并概括了SAR圖像及其結(jié)構(gòu)特征不確定性的概念、組成和分類,總結(jié)了SAR圖像特征的隨機性、模糊性和不完整性三類不確定性的典型表現(xiàn)形式,分析了三類不確定性對結(jié)構(gòu)特征匹配的影響,總結(jié)了SAR圖像結(jié)構(gòu)特征匹配的特點,歸納了用于SAR圖像特征匹配的特征選擇準(zhǔn)則,并以此準(zhǔn)則分析了本文所選擇的三類結(jié)構(gòu)特征的特性。SAR圖像模糊輪廓特征匹配:針對SAR圖像模糊導(dǎo)致輪廓邊緣定位不準(zhǔn)而影響輪廓特征匹配性能的問題,基于形狀上下文描述子,實現(xiàn)了對輪廓特征的不變性描述,并基于Rough Set提出了一種模糊輪廓不變描述子,設(shè)計了一種SAR圖像模糊輪廓特征匹配方法。通過實際SAR圖像數(shù)據(jù)和MSTAR目標(biāo)模板數(shù)據(jù)集的SAR圖像輪廓特征匹配和目標(biāo)分類實驗,驗證了本方法的性能,實現(xiàn)了SAR圖像場景匹配和目標(biāo)分類,并提高了輪廓匹配的精度。SAR圖像不確定性直線特征匹配:針對SAR圖像的多邊緣特征,利用多尺度和DS理論方法,分別提出了SAR圖像直線特征多尺度提取方法和基于DS理論的SAR圖像直線提取融合方法;兩種方法可以分別較好地提取簡單背景和復(fù)雜背景的SAR圖像中的直線特征。針對SAR圖像直線特征中的不連續(xù)和定位不準(zhǔn)等問題,通過建立直線交點的不確定性模型,基于模糊粗糙集提出了直線特征交點的不確定性知識表達(dá),提出了一種利用直線對(組)交點來實現(xiàn)SAR圖像不確定性直線特征匹配方法。通過簡單場景和復(fù)雜場景下的直線交點特征匹配實驗,證明該方法可以較好的地實現(xiàn)具有明顯結(jié)構(gòu)特征的SAR圖像場景匹配和圖像配準(zhǔn),并提高特征匹配的準(zhǔn)確性。SAR圖像點特征匹配:針對相干斑噪聲影響SAR圖像點特征匹配性能的問題,利用常規(guī)SIFT特征匹配方法獲取初始特征匹配點集,建立幾何變換模型參數(shù)空間,再基于邊緣點集的強度特征建立由幾何變換關(guān)系確定的相似性測度,通過迭代優(yōu)化逐一增加匹配點對個數(shù),逐步確定滿足不同幾何變換模型的匹配點集,提出了一種SAR圖像全局最優(yōu)的聯(lián)合匹配框架,實現(xiàn)了基于精確幾何模型的SAR圖像SIFT特征的優(yōu)化匹配。通過多種場景類型下多種類型數(shù)據(jù)的對比實驗,證明該方法可降低相干斑噪聲對SIFT特征匹配的影響,提高SIFT特征匹配方法的適應(yīng)性,是一種穩(wěn)健、精確的高性能SAR圖像點特征匹配方法。最后,系統(tǒng)性的總結(jié)了全文的工作,并歸納總結(jié)了進一步研究的建議和設(shè)想。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN957.52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2458231