基于改進Hausdorff距離的雷達圖像與電子海圖匹配算法

易成濤, 徐　飛

(海軍大連艦艇學院, 遼寧 大連　116018)

雷達圖像和電子海圖是艦船航行的重要信息來源。但是單獨使用雷達搜索具有目標識別困難、目標錄取局限性大、目標跟蹤失誤率高等問題。其次,雷達必須與北斗/GPS配合使用,才能夠完成本艦和目標位置信息的確定,而單純使用電子海圖不能直觀顯示本艦與目標相關位置信息。因此,本文提出將雷達圖像與電子海圖匹配后使用,綜合兩種航行儀器的優勢,在北斗/GPS故障或受干擾條件下,為保證艦艇安全和艦載武備正常使用提供有效航海保障,具有一定的實際應用價值。

目前圖像匹配大致可以分為基于灰度的圖像匹配、基于特征的圖像匹配和基于理解與解釋的圖像匹配三大類。鑒于雷達圖像存在噪聲干擾、灰度變化大和目標遮擋缺失嚴重的現象,本文深入研究了基于Hausdorff距離的特征圖像匹配算法[1-2]。

Hausdorff距離匹配方法是一種模糊的點集之間的匹配方法,它不需要建立兩個圖像之間特征點的一一對應關系,而是通過計算兩個圖像之間特征點集的最大距離來實現。雷達圖像與電子海圖進行匹配時不可能實現兩個圖像的特征點數相等,更不可能實現一一對應的關系,因此采用本文的研究方法可以使雷達圖像與電子海圖的匹配更好[3-4]。

1　傳統Hausdorff距離算法

采用L1×L2維電子海圖抽取海岸線或者物標輪廓線圖像作為待匹配圖像,M1×M2維雷達圖像作為模板圖像,經過特征提取后生成兩個有限特征點集L={l1,l2,…,lp}和M={m1,m2,…,mq}?！?br>