《基於多特徵疊代最佳化的光學與SAR影像自動配準方法研究》是依託武漢大學，由徐川擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於多特徵疊代最佳化的光學與SAR影像自動配準方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐川
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光學與SAR影像配準是國際上遙感領域研究的重點和熱點之一，實時、高精度、自動地進行影像配準對於災害應急和軍事套用是一個十分緊迫的、需要解決的問題。針對現有的光學與SAR影像配準方法沒有充分考慮整體的求解方法、多特徵多測度的有效結合、處理過程的一體化等問題，本項目提出一種不需要任何初始條件的，多特徵多測度疊代反饋的光學與SAR影像配準方法，其核心體現在由顯著區域特徵、普遍線特徵組成的多特徵基元，綜合局部相似性與全局相似性的多測度運算元，將特徵提取與配準作為一個整體的處理過程，克服了現有方法僅將影像配準作為圖像處理其中一個環節所帶來的種種問題。這是一種新的思路和嘗試，對於實現未來實時、在軌化、高精度的影像配準有著重要的意義，也為地物的自動更新、遙感目標的變化檢測等研究起到一定的參考和借鑑作用。
結題摘要
針對光學與SAR影像自動、高精度配準的難點和巨大挑戰，通過三年的研究工作，取得了如下的主要研究成果：一、構建多模式多極化SAR影像面目標分割框架，提出了基於視覺顯著模型的高解析度單極化SAR影像水體分割、基於水平集模型的全極化SAR影像水體分割、基於改進U-Net和超像素條件隨機場的光學影像水體提取等系列面特徵提取方法，提高了面特徵提取的精確性，為後續基於特徵的影像匹配提供堅實的基礎；二、針對異源影像自動化、高效率配準問題，提出了一種基於TW-Itti視覺顯著特徵的影像快速粗配準方法，為光學與SAR影像快速配準提供了一種新思路；三、針對線特徵配準問題，提出了一種結合譜圖和Voronoi圖(VSPM)的線段虛擬交點配準方法，該算法能夠從全局空間中尋找可能的匹配關係，又能顧及到鄰近點的局部約束，提高了同名特徵查找的準確率，解決了線特徵提取過程中出現的多對多、位置存在誤差而導致錯誤匹配的問題；四、針對複雜條件下（角度差異大、尺度差異大、遮擋等）異源影像配準難題，提出了一種基於相位一致性的尺度不變特徵匹配方法，實現了大尺度變化下可見光與SAR異源影像的穩定、精確匹配；五、針對初始匹配點對高外點率問題，提出了一種拓撲結構引導的簡單有效的外點去除算法，提升了遙感影像匹配性能；六、開發完成了高解析度SAR影像水體一體化提取與配準原型系統，已在國家減災中心部署並運行，在我國發生的多次洪水、地震等災害監測中發揮了重要作用。本課題出版專著1部，共發表論文6篇，其中SCI檢索4篇，培養博士後1名，博士生3名，碩士生2名，申請發明專利3項，其中已授權1項，獲軟體著作權1項，獲2017年測繪科學進步一等獎1項，獲2017年全國虛擬地理環境會議“優秀青年論文”獎。
