用于激光雷達(dá)圖像識別的不變矩特征向量研究.pdf

1、當(dāng)前,激光雷達(dá)成像目標(biāo)識別的研究正受到人們更大的關(guān)注。激光雷達(dá)的主動成像特點(diǎn)是同時生成距離像以及強(qiáng)度像。主動圖像具有4維信息(角-角-距離-強(qiáng)度),圖像信息量豐富,有利于自動目標(biāo)識別的特點(diǎn),但同時也造成了激光雷達(dá)目標(biāo)識別的困難性和復(fù)雜性。圖像中不變量特征的提取與構(gòu)造是最終實(shí)現(xiàn)圖像目標(biāo)識別的關(guān)鍵技術(shù)之一,這將會使后期識別上變得比較容易。因此研究各種不同的激光雷達(dá)圖像的特征提取方法具有重要意義。本文將矩不變量引入了對激光雷達(dá)圖像的目標(biāo)識別研

2、究。實(shí)現(xiàn)了Hu矩和Zernike矩的特征提取算法程序的編寫,分別對兩種矩的各階矩分量在無噪及10dB、20dB噪聲下的對激光雷達(dá)仿真圖像提取的矩特征的穩(wěn)定性表現(xiàn)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Zernike矩與Hu矩在無噪情況下表現(xiàn)理想,兩種矩對噪聲的抑制能力都比較差,Zernike矩只是在低階的情況下表現(xiàn)好于Hu矩。此部分的研究工作及穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)證明了傳統(tǒng)不變矩在對激光雷達(dá)的噪聲抑制方面表現(xiàn)很差,并為后文的研究工作打下了基礎(chǔ)。針對兩種傳統(tǒng)不

3、變矩在有噪聲情況下穩(wěn)定性表現(xiàn)太差對矩應(yīng)用的局限,并根據(jù)激光雷達(dá)強(qiáng)度像與距離像的相關(guān)性等原理,在Zernike矩基礎(chǔ)上構(gòu)造了一種同時利用距離像及強(qiáng)度像的新的不變矩算法,進(jìn)行了新算法在10dB、20dB情況下的穩(wěn)定性仿真實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,新構(gòu)造的矩不變量算法下提取的矩特征在有噪聲的時候表現(xiàn)理想,相比傳統(tǒng)矩算法有了很大的提高。隨后,本文建立了一種實(shí)驗(yàn)方案,利用仿真圖像的精度參數(shù)的改變與提取的矩特征的變化之間的關(guān)系,用來估計(jì)所采用的矩特征提取方案