基於圖理論的SAR圖像穩健配準方法研究

《基於圖理論的SAR圖像穩健配準方法研究》是依託天津理工大學，由徐海霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於圖理論的SAR圖像穩健配準方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：徐海霞
• 依託單位：天津理工大學

項目摘要

SAR具有全天候、全天時、高解析度、遠作用距離、抗干擾性強等優點。SAR圖像配準技術的研究在飛行器制導、地表監測、地形圖繪製等諸多領域都具有非常重要的意義，然而SAR圖像的成像機理與場景的結構變化使SAR圖像配準成為具有挑戰性的難題。本項目研究當場景中的特徵發生位置抖動和目標發生形變時的SAR圖像穩健配準問題。研究內容主要包括：針對特徵位置發生抖動的情形，循著先分割再配準的思路，在基於圖的SAR圖像分割的基礎上，提取穩健的分割特徵，進而實現SAR圖像的穩健配準；針對目標發生形變的情形，直接構造圖譜特徵空間針對場景結構變化的穩健特徵，分析圖譜匹配問題中特徵空間的擾動界，實現SAR圖像在輸入空間的穩健配準。項目研究將豐富SAR圖像穩健配準技術的理論基礎，拓展圖理論的套用領域，促進我國遙感套用技術的發展。

結題摘要

SAR圖像配準是SAR圖像融合、變化檢測，三維重建等套用的基礎，具有重要的研究價值和廣泛的套用前景，然而SAR圖像的成像機理使SAR圖像配準變得十分困難。 本項目研究如何基於圖理論直接對含噪SAR圖像建立圖模型並實現穩健配準的問題，包括兩個主要研究內容：場景中的特徵位置發生抖動和目標發生形變時的SAR圖像穩健配準。針對特徵位置發生抖動的情形，循著先分割再配準的思路，在基於圖模型的SAR圖像分割的基礎上，提取穩健的分割特徵，構造基於圖的匹配方法實現SAR圖像穩健配準。 考慮到SAR圖像隨尺度變化的統計模式，利用多尺度幾何變換的多尺度和多方向特性，提取SAR圖像不同尺度和不同方向的結構信息，採取由粗到細的多尺度匹配策略，實現SAR圖像的多尺度配準，在提高配準精度的同時減少了運算時間。 針對目標發生形變的情形，直接構造針對場景結構變化的穩健圖譜特徵空間，給出消除異常值的穩健特徵空間分解方法，得到參考圖像和待配準圖像的分解基矩陣，最後利用匈牙利算法求出置換矩陣，最終實現含形變目標的SAR圖像的穩健配準。 此外，還研究了一些與上述研究相關的基礎或擴展問題，如圖像的去噪、3D數字水印等問題。 研究小組按計畫完成了規定的研究內容，達到了預期目標。項目研究拓展了圖理論的套用領域，豐富SAR圖像配準的理論與方法。