多源影像高精度匹配定位方法的研究.pdf

1、影像匹配技術(shù)是圖像處理和計算機視覺領(lǐng)域的一項基礎(chǔ)性技術(shù)，其目的是在目標圖像區(qū)域中確定與待匹配模板(圖像)具有最大相似度的位置。根據(jù)不同應用，很多領(lǐng)域都對其有研究，并取得了一定成果。然而由于對視覺自身認知機理的理解與研究還很落后，在遙感影像的多源影像匹配方面，因多源影像自身的復雜性，該問題至今還沒有得到很好的解決。 不同傳感器影像匹配的難度在于這是一種非類似圖像模式的匹配，匹配的圖像之間的差異表現(xiàn)在成像時間、成像方式、成像

2、機理上都是不同的，因此立體視覺中匹配時可用的多種約束條件和先驗知識都無法在此利用。由于上述的成像差異造成匹配影像在灰度表現(xiàn)上差異很大，甚至出現(xiàn)灰度的反轉(zhuǎn)；在幾何形態(tài)上則表現(xiàn)為同一物體在兩圖像上成像的不同，發(fā)生變形；而時間的改變造成圖像上會出現(xiàn)一些新物體的成像。所有這些都使得不同傳感器影像匹配成為一個難題。 在以往多源影像匹配的研究中，有學者提出首先對兩影像進行灰度改正，使得同一物體的灰度一致，在此基礎(chǔ)上進行基于灰度的匹配

3、。但這種方法對于成像機理完全不同的雷達影像與光學影像的匹配不適用。還有學者提出在提取目標特征的基礎(chǔ)上進行匹配，但是就匹配而言，特征提取要達到的效果依賴于圖像以及匹配過程、方法，這本身就需加以研究。而且特征匹配的精度有限，對于所研究的圖像而言，某些圖像(如尺寸小的CCD下視景象)利用灰度匹配可能效果更好。因此本文認為在現(xiàn)有的影像信息處理算法與手段條件下，對于不同傳感器影像匹配應采用多種匹配模式相結(jié)合的方法，以保證匹配的精度與可靠

4、性；而要獲得高精度匹配的結(jié)果，應選擇合適的匹配策略，利用最小二乘匹配方法充分考慮匹配區(qū)域的像素信息改善匹配的結(jié)果。這些正是本文研究的重點。此外，多源影像匹配中的景象匹配是導航定位及武器末制導的一種重要方式，地形起伏因素會對實際的匹配產(chǎn)生怎樣影響還是未知的，為保證最終導航與制導的精度，在高精度匹配中必須考慮地形起伏對匹配的影響。 本文首先對多源影像匹配的應用及意義進行了簡要介紹，詳細回顧了影像匹配研究的歷史、存在的難點，

5、著重分析不同傳感器影像匹配方法研究的現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上結(jié)合導航定位中不同傳感器影像(主要是CCD下視景象與實孔徑雷達景象)匹配定位的應用，研究利用多種匹配模式結(jié)合金字塔影像多級匹配原則進行匹配。具體采用小波分解方法得到金字塔結(jié)構(gòu)影像數(shù)據(jù)，應用了灰度匹配、特征匹配、邊緣強度匹配等匹配模式，采用最小二乘匹配提高匹配結(jié)果的精度，實現(xiàn)不同傳感器影像的高精度匹配。在研究中提出了一種興趣算子，它利用小波分解結(jié)果生成興趣圖像用于匹配，來改善雷

6、達影像與光學影像的匹配效果。文中對匹配試驗的結(jié)果進行了分析得出了結(jié)論。由于實際導航定位中地形起伏的影響，圍繞高精度匹配工作，本文首次分析了景象匹配中地形起伏因素的影響及改正方法，通過對成像方式的理論探討與計算以及實際數(shù)據(jù)的試驗，對地形起伏因素影響進行了具體的分析研究，得出了相應的結(jié)論，該結(jié)論對起伏地區(qū)使用景象匹配進行導航定位具有重要意義。此外結(jié)合高精度匹配方法的研究，本文還針對影像有損壓縮方法，首次從保證遙感影像匹配精度的要求