侧扫声纳条带图像分段拼接方法研究

拖曳作业模式会引起侧扫声纳条带图像错位和畸变,并给基于地理编码的条带图像整体拼接以及海底目标的识别和判读带来问题。提出了一种基于共视目标的相邻侧扫声纳条带图像分段拼接方法。该方法通过对侧扫声纳条带图像预处理、基于共视目标的分段匹配、基于小波变换的公共覆盖区图像信息融合,最终实现了相邻侧扫声纳条带图像拼接,最大限度地削弱了错位和畸变对声纳图像质量的影响。试验验证了该方法的有效性。     

基于共视目标的侧扫声纳条带图像拼接方法研究

针对侧扫声纳受海洋复杂环境影响大的特点,本文提出了一种基于相邻条带共视目标的方法,并结合声纳原始记录文件中航向、姿态等信息,对侧扫声纳位置及航向等进行修正,实现了相邻条带拼接,对拼接后的图像分别采用加权平均和小波变换的方法进行融合处理,并使用信息熵对图像质量进行了评价.试验验证了该方法的有效性和可行性.     

基于蚁群算法优化正射影像镶嵌线

本文针对正射影像镶嵌线优化需求,本文提出了一种利用蚁群算法优化正射影像镶嵌线的方法。该方法将待镶嵌的相邻正射影像对根据地面坐标计算出它们在重叠区域的差值图像,通过外方位元素生成一条初始镶嵌线,并根据蚁群算法在重叠区域的差值图像上沿着初始镶嵌线在起点至终点选择一条最佳的路径避开房屋等高大地物,保存为最优镶嵌线。试验结果证明该算法能快速、有效选择正射影像的镶嵌线,实现大比例尺与城市地区的正射影像智能镶嵌。     

基于蚁群算法优化正射影像镶嵌线

本文针对正射影像镶嵌线优化需求,本文提出了一种利用蚁群算法优化正射影像镶嵌线的方法。该方法将待镶嵌的相邻正射影像对根据地面坐标计算出它们在重叠区域的差值图像,通过外方位元素生成一条初始镶嵌线,并根据蚁群算法在重叠区域的差值图像上沿着初始镶嵌线在起点至终点选择一条最佳的路径避开房屋等高大地物,保存为最优镶嵌线。试验结果证明该算法能快速、有效选择正射影像的镶嵌线,实现大比例尺与城市地区的正射影像智能镶嵌。     

基于分片变换的图像Copy-Move篡改检测方法

针对图像区域复制（copy-move,C-M）篡改检测方法通常面临的特征向量维度高、计算量大等问题,提出了一种基于分片变换（slicing transform,SLT）的图像C-M篡改检测方法。通过对目标图像进行SLT变换并对图像分片进行分组合并,提取每组图像分片的局部分片密度特征对图像块进行C-M篡改检测。实验结果表明,该方法提出的局部分片密度特征向量能够较好地表征图像特征,较典型的基于分块的篡改检测方法特征维度低,具有较低的时间复杂度和较高的检测率,并且对图像篡改区域的旋转攻击和缩放攻击亦具有较好的鲁棒性。     

基于有效区域自动判断的多幅遥感图像镶嵌方法

针对目前遥感图像镶嵌中存在的自动化程度低、接缝线去除效果差等问题,从有效区域出发对现有镶嵌技术进行改进。采用自动追踪法得到图像的有效区域,在此基础上进行多幅遥感图像镶嵌处理:在几何拼接阶段,用有效区域代替原始矩形图像参与图像拼接;在拼接缝消除阶段,用有效区域确定两幅图像的拼接线,采取整体色调调整和重叠区加权两个步骤消除接缝线;在多幅图像镶嵌时,对两幅待镶嵌图像的有效区域求并集,即是结果图像的有效区域,参与下一次的镶嵌计算。通过两组多幅遥感图像的镶嵌实验表明,该技术流程可以实现全自动的多幅图像匀光,处理后图像整体色调一致,不存在明显接缝线。     

航空影像自动化镶嵌及几何纠正

针对传统空三与正射纠正对航空摄影要求高,侧重于精度与质量,自动化程度低、处理速度慢,无法满足(无人机)航空影像应急、救灾应用问题,该文提出了一套基于尺度不变特征转换的航空影像镶嵌和纠正的自动化解决方案。应用尺度不变特征转换算法实现航空影像的特征自动提取,并通过K-D树最近邻搜索算法进行尺度不变特征转换特征的自动匹配,根据匹配的尺度不变特征转换计算出变换矩阵,通过矩阵变换和融合算法将相邻影像进行镶嵌,再用多项式模型对得到的镶嵌影像进行整体几何纠正,最终获取摄区正射影像。在Opencv和ArcGIS平台的基础上将整个正射影像制作过程开发成了一个正射影像制作系统,并且采用实际的航拍数据对算法实现效果进行了验证。实验表明,该方法可行,可提高航空正射影像的生产效率,具有生产实际意义。     

基于二进小波变换的遥感影像镶嵌方法

提出了一种新的影像镶嵌方法，通过与经典的直方图色调匹配方法实验结果比较，证明该方法克服了相邻影像中局部灰度差异大的问题，保证了接缝邻域处的图像清晰度和光滑度两个方面的要求。     

基于轮廓的侧扫声呐图像配准

针对侧扫声呐图像存在局部畸变,导致共视目标不一致的问题,本文提出了一种基于轮廓的侧扫声呐图像配准方法。首先提取图像中目标轮廓并计算每个轮廓点的环境上下文描述,以环境上下文的χ²检验统计量作为代价函数;然后通过使得所有匹配点对的代价和最小,获得轮廓点的对应关系;最后使用正则化的薄板样条函数对图像变换关系求解,建立轮廓内部像素的对应关系。试验结果表明,本文方法能够较好地保证共视目标的一致性,具有一定的借鉴价值。     

基于二进小波变换的遥感影像镶嵌方法

提出了一种新的影像镶嵌方法。通过与经典的直方图色调匹配方法实验结果比较，证明该方法克服了相邻影像中局部灰度差异大的问题，保证了接缝邻域处的图像清晰度和光滑度两个方面的要求。     

多波束与侧扫声呐图像的迭代自适应配准方法EI北大核心CSCD

针对目前多波束与侧扫声呐图像配准方法未顾及图像形变细节信息及二者尺度差异,存在局部纹理失真的问题,本文提出了结合小波变换、仿射变换和Demons配准算法的迭代自适应配准方法。利用小波变换提取侧扫声呐图像低频信息并重构图像,先后采用仿射变换和Demons算法将重构图像与多波束图像进行迭代自适应配准,获取配准变换模型,利用该模型对侧扫声呐原图像进行整体配准变换,获得多波束图像地理坐标约束的侧扫声呐图像。实例验证结果表明:该方法能有效实现多波束与侧扫声呐图像配准,获得位置准确且纹理丰富的融合声呐图像。     

一种针对侧扫声纳图像的数字镶嵌技术方法

以南海某海域实测侧扫声纳数据为例,研究侧扫声纳图像的数字镶嵌技术方法,对关键步骤进行详细的阐述。通过对原始侧扫声纳数据进行导航数据校正、海底线跟踪、斜距改正、TVG校正、船速校正、地理编码与重采样、拼接与镶嵌等处理,生成大区域、大范围、高分辨率、无缝拼接的侧扫声纳图像。实验结果证明声纳图像数字镶嵌技术的有效性,并取得理想的效果。     

基于局部坐标系的嫦娥二号月面影像自动拼接方法

针对嫦娥二号影像分辨率高、数据量大的特点,提出了一种新的投影坐标系-局部坐标系。该坐标系建立过程简单,便于数据管理,投影后的影像变形极小。通过转换可将单轨的DOM和DEM进行分解,并生成各局部坐标系对应的分块DOM和DEM。创建了分块数据后,基于重叠影像同名像点,以有理多项式作为校正模型,采用一种全局优化方法来校正重叠影像坐标偏差,使校正后各影像能够很好地配准。校正只在影像子网内进行,各子网间互不影响,有效地控制了误差的传递。实验表明,该拼接方法可以在微机上有效地对海量月表影像进行拼接处理,并达到很好的拼接效果,最终生成全景三维月图。     

一种快速的无人机影像无缝拼接方法

本文针对传统的低空无人机影像拼接处理速度慢和几何精度低的问题,提出了一种快速的无人机影像无缝拼接方法:对输入的原始影像按一定尺度进行降采样,在降采样的影像上进行SURF特征提取和匹配,利用RANSAC方法估计初始的相对单应矩阵,然后用Levenberg-Marquardt方法精化单应矩阵,计算出初始的绝对单应矩阵后利用稀疏光束法平差估计出精确的单应矩阵,通过降采样影像与原始影像的单应关系传递单应矩阵到原始影像级,最后进行影像合成,形成整体拼接图。实验结果表明该方法可以有效地提高拼接速度,解决拼接错位问题。     

视觉驱动的变分配准方法

针对传统整体配准模型不能充分顾及局部变形的问题,提出了一种视觉驱动的变分配准方法。该方法在变分模型建立中综合考虑了局部变换、整体平滑和视觉约束,同时兼顾了亮度和对比度差异。首先,基于灰度均方根误差建立配准模型的数据项;其次,为了保证整体平滑,模型采用H¹半范数进行自适应约束;最后,为了保证影像中的空间属性满足视觉的要求,不能出现扭曲变形,采用直线特征进行先验约束。在变分模型求解过程中先利用整个影像估计影像之间的整体变换参数,然后采用小的邻域范围进行局部估计。整个过程在多水平差分框架下迭代求解变换参数,进而兼顾了整体平滑和局部变形。笔者利用ZY-3卫星数据进行了试验,采用目视和量化指标进行了评价,验证了本文方法的优越性。     

面向变化检测的遥感影像弹性配准方法

对于遥感载荷技术指标差异、观测角度、时相、地形起伏等内外部因素造成的几何畸变,采用全局配准方法制约着影像配准和变化检测精度的提高。提出一种基于加速抗差特征（speed up robust feature,SURF）算法的全局匹配和像元局部配准模型相结合的弹性配准方法,以不同时相遥感影像的差值特征影像各像元正态分布密度函数构建像元局部参数解算权重,缓减不同时相影像中辐射亮度差异较大的像元对局部配准模型参数解算的影响,采用城市典型区域遥感影像进行实验,结果表明该方法影像配准精度（包括地形起伏区域）优于1个像元,弹性配准算法的适用性和运算速度有一定的提高。     

基于压缩感知的遥感影像弹性配准方法

针对遥感影像由于载荷类型、观测角度、地形起伏等内外部因素造成的影像局部几何畸变,而基于全局配准方法制约着影像配准精度的提高,基于像元的弹性配准方法可大幅提升遥感影像的配准精度,但是存在运算效率这一瓶颈等问题,该文利用像元弹性配准参数的稀疏性,提出一种基于压缩感知的弹性配准方法。通过对遥感影像像元梯度幅值响应较强的点进行随机抽样,形成观测样本点集,采用弹性配准局部参数解算模型求解样本点平移参数;通过压缩感知稀疏重构算法重构影像各像元平移参数。实验表明,在配准精度差异较小和一定的参数设置条件下,该方法可显著提高弹性配准运算速度。     

顾及像面畸变的卫星视频稳像

卫星视频每帧影像外方位元素数值存在差别,相邻帧影像间的同名点在像面位置不同,且由于每帧影像均存在几何畸变,经典的帧间的投影变换模型、仿射变换模型等视频稳像的配准模型不能精确描述帧间的同名点关系。针对该问题,本文提出顾及像面畸变的卫星视频稳像算法,基于仿真的卫星视频,验证了该算法的可行性和精度。     

侧扫声呐图像海底线自动提取方法研究

针对现有方法在侧扫声呐水柱区图像受发射脉冲、海面回波、尾流及大面积悬浮物等干扰情况下海底线无法自动准确检测和提取,造成斜距改正后目标图像严重畸变和错位等问题,基于侧扫声呐成像机理以及图像特点,提出了海底线最后峰值检测法和基于海底变化渐进性和海底线对称性的海底线修复方法。结合Kalman滤波以及上述方法的特点和适用对象,提出了一种海底线自适应综合检测和提取的方法,并给出了完整的数据处理流程。该方法应用于烟台水域,消除了海况差、悬浮物遮挡等问题的影响,实现了复杂海洋噪声影响下海底线的自动跟踪。与外部测深数据比较,取得了均方根为±0.17 m的跟踪精度。