累積結構特征描述的多模態(tài)遙感影像匹配*

謝勛偉

(中國西南電子技術研究所,成都 610036)

0 引 言

圖像匹配實質是在具有一定重疊的影像間提取感興趣共有特征的過程,是實現(xiàn)光束法平差、影像拼接與融合等應用的前提。受傳感器成像機制、視角、時間及地物變化等影響,遙感影像間可能存在幾何和輻射差異,為匹配算法帶來了巨大挑戰(zhàn)。目前,多模態(tài)圖像匹配已成為研究的熱點之一。

圖像匹配方法主要分為區(qū)域匹配方法和特征匹配方法。區(qū)域匹配方法以局部圖像信息為模板,遍歷搜索窗口,計算每個位置的相似性度量,以某種測度作為特征對應的準則。特征匹配方法先提取顯著的結構特征,再進行特征描述,最后通過描述子的距離衡量特征對應關系。它們的共性特點是在特征點提取或描述階段采用了梯度信息,而多模態(tài)圖像由于成像機制不同,圖像間灰度存在顯著的非線性差異,必然導致構造的特征描述符間也存在很大差異,由此造成其描述子的辨識能力較弱,產(chǎn)生大量錯誤匹配。

學者們研究發(fā)現(xiàn),多模態(tài)圖像雖然灰度差異較大,但圖像結構細節(jié)信息具有高度相似性,可用于設計特征匹配。如Kovesi[1]提出了一種與圖像強度無關的特征度量——相位一致性(Phase Congruency,PC),它對圖像光照和對比度變化具有不變性,從而直接在PC圖上提取角點和邊緣具有明顯優(yōu)勢。但PC圖存在一定的局限:一是PC圖大部分特征值為零,不利于特征描述;二是PC圖包含強響應的孤立點,容易被噪聲干擾,特征描述不夠精確。……