SAR图像配准软件系统设计

发布时间：2017-10-21 00:20

  本文关键词：SAR图像配准软件系统设计

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【摘要】：图像配准的过程就是将在不同时间、不同传感器、不同视角及不同成像条件下获取的同一场景下的多幅图像进行匹配和叠加的过程。它是图像处理领域一个非常重要的问题,是很多图像处理技术的基础。通过对现有的配准方法进行总结分析,我们可以将配准方法划分为两类:人工的方法和自动的方法。本文针对SAR图像配准不同的需求和现存问题,结合已有的配准算法,提出了三种SAR图像的配准方法,并对部分算法进行改进,并通过实验证明了算法的可行性,将其应用于SAR图像配准系统设计。本文的完成的工作如下:1.针对SAR图像与光学图像配准难的问题,考虑到二者之间现有的配准算法,都存在明显的缺点,无法解决所有的SAR与光学的配准问题。从实际解决问题的需要出发,本文引入了手动选点配准,通过人为选取控制点,建立空间映射模型,对图像进行拼接实现SAR图像与光学图像之间的配准。2.针对SAR图像配准不同的需求,提出了不同的配准方法。针对SAR图像配准速度问题,本文引入了基于傅里叶变换的图像配准,利用FFT实现速度提升,能够获得很高的配准速度。针对有较大形变的SAR图像配准,本文从自然图像的配准获得灵感,引入了SIFT算法,并将该算法改进,使之适应于SAR图像之间的配准。本文改进了传统SIFT的特征匹配的过程,通过KD-tree+RANSAC的策略,有效的避免了SAR图像中相干斑噪声的影响,使该算法适应于SAR图像之间的配准。本文做了大量的仿真实验,验证了上述方法的有效性与准确性。3.针对SAR图像的配准的应用需求,完成了SAR图像配准软件系统的设计,该系统包括SAR图像读取模块、配准算法模块和结果保存模块。在VS2012开发环境下使用C++语言及MFC框架,完成了SAR图像配准软件系统的开发工作。该系统是针对SAR图像配准进行开发的,可以支持SAR与光学、SAR与SAR之间的配准功能,可按要求输出配准模型参数,并且还提供配准中间结果显示,以满足用户对配准可视化的基本需求。
【关键词】：图像配准 SAR图像 光学图像 软件设计 MFC
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 SAR图像配准研究背景及意义16-17
• 1.2 国内外研究历史及现状17-18
• 1.3 现有SAR图像配准软件18-19
• 1.4 本文主要工作及安排19-22
• 第二章 图像配准的基本理论22-34
• 2.1 图像配准的基本原理22-24
• 2.1.1 配准的定义22-23
• 2.1.2 配准的一般性流程23-24
• 2.2 图像配准方法分类24-31
• 2.2.1 人工选点的方法24-26
• 2.2.2 自动的方法26-31
• 2.3 SAR图像配准误差分析与性能评价31-32
• 2.3.1 误差分析31
• 2.3.2 评价准则31-32
• 2.4 本章小结32-34
• 第三章 SAR图像配准特性分析34-60
• 3.1 SAR图像数据特性34-38
• 3.1.1 灰度特性34-37
• 3.1.2 相干斑噪声37-38
• 3.2 SAR图像与光学图像配准分析38-39
• 3.3 SAR图像与SAR图像配准分析39-40
• 3.4 SAR图像与光学图像配准40-45
• 3.4.1 配准算法40-41
• 3.4.2 实验数据41-44
• 3.4.3 实验结果及参数分析44-45
• 3.5 基于傅里叶变换的SAR图像之间的配准45-50
• 3.5.1 基于傅里叶变换的配准算法45-46
• 3.5.2 基于傅里叶变换的配准算法改进46
• 3.5.3 基于傅里叶变换的配准实验46-49
• 3.5.4 实验结果及参数分析49-50
• 3.6 基于SIFT算法的SAR图像之间的配准50-60
• 3.6.1 传统的SIFT算法50-51
• 3.6.2 改进的SIFT算法51-53
• 3.6.3 基于改进SIFT算法的配准实验53-57
• 3.6.4 实验结果分析57-60
• 第四章 软件系统设计方案60-78
• 4.1 软件设计思想60
• 4.1.1 软件功能需求分析60
• 4.1.2 总体设计思想60
• 4.2 系统模块详细设计60-75
• 4.2.1 据读取模块和结果保存模块60-61
• 4.2.2 SAR与光学图像配准模块61
• 4.2.3 基于SIFT的SAR图像配准模块61-73
• 4.2.4 基于傅里叶的配准模块73-75
• 4.3 软件开发中的关键技术75-76
• 4.3.1 面向对象编程75-76
• 4.3.2 多线程技术76
• 4.3.3 工具箱76
• 4.4 本章小结76-78
• 第五章 软件系统功能实现78-88
• 5.1 开发环境介绍78-81
• 5.2 软件编写流程81
• 5.3 软件功能实现81-83
• 5.4 软件界面设计及演示83-85
• 5.5 独立可执行程序生成及发布85-86
• 5.6 本章小结86-88
• 第六章 总结与展望88-90
• 6.1 总结88-89
• 6.2 展望89-90
• 参考文献90-94
• 致谢94-96
• 作者简介96-97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 尤红建;胡岩峰;;SAR和光学图像精配准技术的研究[J];雷达学报;2014年01期

2 徐颖;周焰;;SAR图像配准方法综述[J];地理空间信息;2013年03期

3 蒲鹏程;郭晓松;郭君斌;雷磊;;图像插值算法在对数极坐标变换中的应用[J];计算机工程;2008年05期

4 付琨;尤红建;胡岩峰;;多时相星载SAR图像精配准技术研究[J];遥感技术与应用;2007年05期

5 于秋则;程辉;柳健;田金文;关世义;;基于改进Hausdorff测度和遗传算法的SAR图像与光学图像匹配[J];宇航学报;2006年01期

6 强赞霞,彭嘉雄,王洪群;基于傅里叶变换的遥感图像配准算法[J];红外与激光工程;2004年04期

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本文编号：1070215