Joumal of Computer Applications
计算机应用,
20
日,
33(SI):
182
-185
ISSN
1001- 9081
CODEN
JYIIDU
2013-06-30
http://
v.'W响
.joca.cn
文章编号:
1001
-9081
(2013)
51
- 0182 - 04
含大面积平坦区域高分辨率遥感图像快速配准
许凤晖
l\
慕晓冬
2
柯冰陈晓
3
(1.第二炮兵工程大学研究生管理大队,西安
710025;
2.
第二炮兵工程大学信息工程系,西安
71
∞
25;
3.
第二炮兵工程大学通信办公室,西安
71
∞
25
)
(
*通信作者电子邮箱
xu_suhui@
163.
com)
摘
要:针对含有大面积乎坦区域的高分辨率遥感图像配准时由于需要追历整个图像而导致的时效和精度不高
的问题,提出了一种基于信息煽和加速鲁棒性特征
(SURF)
的快速配准算法,在提取特征点前剔除了图像中的平坦区
域,提高了运算效率。在图像配准时,针对
5URF
算法容易提取大量错误点对的缺点,采用低时间复杂度的
K-D
树最
近邻搜索法对
5URF
算法进行改进,并用基于相似三角形的错误匹配点剔除算法剔除错误点对,提高了匹配精度。实
验结果表明,此算法在含有大面积平坦区域的高分辨率遥感图像配准中比
SURF
算法优越。
关键词:遥感;图像配准;平坦区域;信息煽;加速鲁棒性特征
中图分类号
:T
四
9
1.
41
文献标志码
:A
Fast registration method of high-resolution remote sensing image containing large flat area
XU
Suhui
1\
MU
Xiaodong
2
,
KE
Bing
1
,
CHEN
Xiao
3
(1. Graduate Department,
Th
e Second Artillery Engineering University,
Xi'
an
Shaanxi
71
∞
25
,
China;
2.
Department
of
InfoTTlUltion
En
♂
ineenr
咳
,
The Second Artillery Engineering University,
Xi'
an
Shaan:n
71
∞
25
,
Chin
α;
3. Communication
oj
乔四"
Th
e Second Artillery Engineering University,
Xi'
an Shaan:â
7100
万
,
China)
Abstract:
Aiming at the
low
efficiency and matching accuracy of the registration on high-resolution image containing large
flat area because of traversing the whole image
, an image registration method based on Speed-Up Robust Feature (SURF) and
entropy
was
proposed.
An
d the flat areas were eliminated before the feature point extraction
to
improve the operation efficiency
according to the method.
Th
e SURF algorithm
was
improved based on high-time-efficient
K-D
tree nearest neighbor searching
me
由
od.
Mter
出
at
,
similar triangle algorithm
was
used
to
remove the mismatched feature points and improve the matching
accuracy.
币
le
experiment result shows that the proposed method is superior to 5URF solving the registration
of
high-resolution
image containing large
flat
臼百
a.
Key
words:
remote sensing; image registration; flat area; entropy; Speeded-Up Robust Feature (SURF)
0
引言
遥感图像匹配是图像处理技术领域的一项重要技术,高
分辨率遥感图像数据庞大,如何进行快速配准成为一个难题。
基于特征的方法由于提取了图像的显著特征,大幅度减小了
图像处理过程中的运算量,能够很好地克服因目标的旋转、遮
掩而带来的影响。众多基于特征的算法中,基于特征点的算
法是最常见的一种。较为前沿的算法主要为尺度不变特征算
法
(Scale-Invariant
Feature Transforrn ,
SI
町)和加速鲁棒性特
征算法
(Speeded-Up
Robust
Featur
毡,
5URF)
0
SIFT
算法是由
Lo
we
川提出的,由于其良好的性能而被广泛应用,但是其汁
算量大,时间复杂度高,耗时较长
[2]
;Bay
等
[3]
于
2
∞
6
年提出
5U
盯算法,是对
51
阿算法的改进。
5U
盯算法在重复度、独
特性、鲁棒性三个方面均超过以往同类算法,速度是
SI
盯的
三倍左右
[4]
但其正确率却不高,错误匹配点较多。近年来
国内外研究者分别从不同的角度对
SU
盯算法进行了改进。
Bouchiha
等
[5]
用
5URF
算法以及最近邻匹配策略分别对不同
类型的图像完成了配准过程,达到了较好的效果。李慧等
[6]
将加速分割检iV!tl特征(
Features from Accelerated Segment Test ,
FAST)
用于检测图像特征点,然后计算各特征点的
5URF
描
述子,实验表明,在两图像差异较大时,该方法比基于
5URF
特征的方法能够获得更多的匹配点对和更好的几何配准效
果。:X1
J
波等[7]将
SURF
与
Canny
边缘信息相结合,对医学图
像进行特征匹配,得到了更为精确的结果。
以上方法都是遍历整个图像进行特征点的提取,但是对
于一些高分辨率遥感图像,它存在大量平坦区域,如沿海港口
的卫星图像存在大面积的相似水域,在这些水域上进行特征
点检测,既达不到提取效果,也浪费了时间。因此本文提出用
信息恼和
SURF
算法对含大面积平坦区域的遥感图像进行配
准。首先通过比较信息'搞来剔除平坦区域,并用
SU
盯检测
算法提取特征点,提高提取特征点的速度,用
5URF
描述子将
特征点描述成
64
维的特征向量。最后运用
K-D
树最近邻搜
索法和基于相似三角形的错误匹配点剔除算法对
SURF
算法
进行改进,进一步加快了匹配。
1
特征提取与描述
1.
1
特征区域的筛选
在高分辨率遥感图像中,确定有效的、精确的特征点是困
收稿日期
:2012-12-17
;修回日期
:2013-01-22
0
基金项目:国家
863
计划项目。
作者简介:许凤晖(1
989
-),女,河南焦作人,硕士研究生,主要研究方向:图像处理、
3S
技术;
慕晓冬(1
%5
-),男,山东栖霞人,教授,博士生
导师,主要研究方向:指挥自动化、图像处理;
柯冰(1
989
斗,女,湖北黄冈人,硕士研究生,主要研究方向:指挥自动化、软件的可靠性;
陈晓
(1
978 - )
,男,河北正定人,硕士,主要研究方向:通信技术、图像处理。