本文關(guān)鍵詞：機(jī)載合成孔徑雷達(dá)圖像配準(zhǔn)方法研究與改進(jìn)

  更多相關(guān)文章： 合成孔徑雷達(dá) 圖像配準(zhǔn) 陰影識(shí)別 SIFT算法

【摘要】：機(jī)載合成孔徑雷達(dá)技術(shù)的日益發(fā)展及其軍事和經(jīng)濟(jì)應(yīng)用的廣泛推廣,對機(jī)載合成孔徑雷達(dá)圖像的處理提出了新的要求。作為圖像拼接、數(shù)據(jù)融合、目標(biāo)檢測和變化檢測等圖像處理過程的必要環(huán)節(jié),圖像配準(zhǔn)也成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。機(jī)載SAR圖像配準(zhǔn)包括航帶內(nèi)圖像配準(zhǔn)和航帶間圖像配準(zhǔn),其中由于飛機(jī)獲取圖像時(shí)的位置和姿態(tài)的差異,航帶間圖像灰度分布差別和幾何形變比較大,使其圖像配準(zhǔn)成為挑戰(zhàn)。特別是高分辨率的機(jī)載SAR圖像的配準(zhǔn),使用現(xiàn)有技術(shù)其配準(zhǔn)精度仍比較差本文在研究了目前圖像配準(zhǔn)的方法和機(jī)載SAR系統(tǒng)的成像原理的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前使用最為廣泛的尺度不變特征變換SIFT算法對航帶間SAR圖像進(jìn)行特征提取和配準(zhǔn)時(shí),由于航帶間SAR陰影的存在,提取了許多位于陰影區(qū)域內(nèi)或陰影邊緣的不穩(wěn)定特征點(diǎn)。這些特征點(diǎn)的匹配將影響圖像的配準(zhǔn)精度,針對這個(gè)問題,本文結(jié)合SIFT特征提取算法和陰影智能識(shí)別技術(shù),提出了一種用于提高航帶間機(jī)載SAR圖像配準(zhǔn)精度的改進(jìn)算法改進(jìn)算法針對機(jī)載SAR系統(tǒng)側(cè)視成像引入陰影和航帶間機(jī)載SAR圖像入射角差異比較大兩方面的特點(diǎn),在SIFT算法的基礎(chǔ)上,使用了閾值方法和滑動(dòng)窗口法分別對陰影區(qū)域內(nèi)和陰影邊緣的不穩(wěn)定特征點(diǎn)進(jìn)行檢測和篩除,保留并僅選用位于目標(biāo)地物或平地上的穩(wěn)定特征點(diǎn)進(jìn)行特征點(diǎn)匹配,從而提高航帶間SAR圖像的配準(zhǔn)精度。為了驗(yàn)證本文改進(jìn)算法的可行性和有效性,本文從分辨率為0.5米的機(jī)載SAR圖像的三條相鄰航帶截取了40幅航帶間圖像共20組分別進(jìn)行5次SIFT配準(zhǔn)和本文改進(jìn)算法配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn),采用均方根誤差和正確匹配率兩種評價(jià)方法對20組配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)結(jié)果證明本文改進(jìn)算法不僅能提高機(jī)載航帶間SAR圖像的配準(zhǔn)精度,還能改善特征點(diǎn)的正確匹配率。此外,由于不穩(wěn)定特征點(diǎn)的篩除,本文改進(jìn)算法的計(jì)算量明顯減少,算法耗時(shí)也明顯降低。
【關(guān)鍵詞】：合成孔徑雷達(dá) 圖像配準(zhǔn) 陰影識(shí)別 SIFT算法
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN957.52
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 機(jī)載SAR圖像配準(zhǔn)技術(shù)難點(diǎn)14-15
• 1.4 本文工作安排15-17
• 2 圖像配準(zhǔn)17-27
• 2.1 圖像配準(zhǔn)數(shù)學(xué)描述17-18
• 2.2 圖像配準(zhǔn)方法18-21
• 2.2.1 特征提取的方法19-20
• 2.2.2 特征匹配的方法20-21
• 2.3 SIFT特征提取算法21-26
• 2.3.1 SIFT算法原理和步驟22-25
• 2.3.2 SIFT算法特點(diǎn)25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 機(jī)載SAR系統(tǒng)及其圖像特點(diǎn)27-36
• 3.1 機(jī)載SAR系統(tǒng)分析27-32
• 3.1.1 機(jī)載SAR系統(tǒng)27-28
• 3.1.2 機(jī)載側(cè)視雷達(dá)系統(tǒng)空間幾何28-32
• 3.2 SAR圖像統(tǒng)計(jì)特性32-35
• 3.2.1 SAR圖像相干斑噪聲32-33
• 3.2.2 相干斑噪聲的抑制方法33-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 4 航帶間機(jī)載SAR圖像配準(zhǔn)存在問題與方法改進(jìn)36-45
• 4.1 問題的提出37-39
• 4.2 航帶間機(jī)載SAR圖像配準(zhǔn)方法改進(jìn)39-44
• 4.2.1 改進(jìn)方法39-40
• 4.2.2 航帶間機(jī)載SAR圖像陰影內(nèi)特征點(diǎn)檢測40-42
• 4.2.3 航帶間機(jī)載SAR圖像陰影邊緣特征點(diǎn)檢測42-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 5 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析45-59
• 5.1 配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)45-48
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)45-46
• 5.1.2 濾波預(yù)處理46-47
• 5.1.3 特征匹配47-48
• 5.2 評價(jià)方法48-49
• 5.3 特征提取結(jié)果分析和對比49-50
• 5.4 配準(zhǔn)結(jié)果分析和對比50-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 6 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果64-66
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集66

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