基于边缘点特征的高分辨率遥感图像配准方法研究
[Abstract]:Remote sensing image registration is the foundation and premise of many remote sensing applications. Registration accuracy directly affects the effect of subsequent applications. The automatic processing of registration and the improvement of registration efficiency are of great significance for the analysis of massive remote sensing data. SIFT (scale variant feature transform) and SURF (Speed up robust Features) are typical remote sensing image registration methods, which have scale invariance and good robustness in noise interference and affine transformation. Using Euclidean distance matching feature points can produce more mismatch points to optimize the registration time of SURF algorithm and keep the invariance under the scale and affine transformation but the registration accuracy needs to be improved and the matching rate is low. With the increasing resolution of remote sensing images, the size and data volume of remote sensing images are increasing, and with the development of remote sensing applications, the performance of image registration is becoming more and more demanding. Feature registration method overcomes the limitation of gray level registration method and is the focus of research in remote sensing image registration field. In this paper, a high resolution remote sensing image registration method based on edge features is proposed for high-resolution remote sensing images with rich detail texture information. The method mainly includes five aspects: (1) Haar wavelet transform is applied to both the reference image and the image to be registered, and the low-frequency approximate image is matched based on the wavelet transform, and then the original image is registered according to the matching result. In order to reduce the computation cost and improve the registration speed effectively, (2) according to the characteristics of different kinds of remote sensing images, different feature extraction algorithms are used (using ratio of Averages operator in optical images) to extract edge features. The feature of edge points can be accurately located and stable features can be obtained. (3) in feature matching, the main and auxiliary directions of feature points are considered at the same time, so that a feature point has a feature description of multiple directions. In order to enhance the robustness of image registration, and then determine the initial matching point pairs according to the ratio of the minimum angle to the sub-small angle between feature points is less than a certain threshold. (4) in the matching point selection link, the algorithm of random sampling consistency is improved. By adding constraint conditions, the matching point pairs with good quality are selected first for model parameter fitting, so as to improve the accuracy of image registration. (5) the affine transformation link is adopted to select matching point pairs in different regions. In order to avoid the problem of local optimization and improve the accuracy of image registration, the matching point pairs are uniformly distributed in the image. In order to verify the effectiveness of the above methods, experiments are carried out in this paper for different cases: optical image registration of the same sensor, SAR image registration of the same sensor, and image registration between different bands. Different resolution image registration and different satellite sensor image registration. The method is compared with the sift algorithm and the SURF algorithm. The matching rate, matching efficiency, root mean square error and time consumption are used to evaluate the registration performance objectively. The experimental results show that the proposed automatic registration method based on edge feature has higher registration accuracy, better robustness and better efficiency in processing.
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP751
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