利用PC-SIFT的多源光学卫星影像自动配准方法

李明; 李德仁; 范登科; 郭炳轩

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利用PC-SIFT的多源光学卫星影像自动配准方法

李明, 李德仁, 范登科, 郭炳轩

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李明, 李德仁, 范登科, 郭炳轩. 利用PC-SIFT的多源光学卫星影像自动配准方法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(1): 64-70.

引用本文:

李明, 李德仁, 范登科, 郭炳轩. 利用PC-SIFT的多源光学卫星影像自动配准方法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(1): 64-70.

Li Ming, Li Deren, Fan Dengke, Guo Bingxuan. An Automatic PC-SIFT-Based Registration of Multi-source Images from Optical Satellites[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(1): 64-70.

Citation:

Li Ming, Li Deren, Fan Dengke, Guo Bingxuan. An Automatic PC-SIFT-Based Registration of Multi-source Images from Optical Satellites[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(1): 64-70.

利用PC-SIFT的多源光学卫星影像自动配准方法

李明^1,2,3,
李德仁^1,2,3,
范登科⁴,
郭炳轩³

¹武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉 430079;²地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉 430079;³武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉 430079;⁴铁道第三勘察设计院集团有限公司天津 300251

基金项目: 中央高校基本科研业务费资助项目2012213020206 410500015 铁道第三勘察设计院集团有限公司重点资助项目721335 721317

详细信息

作者简介:
李明博士生主要从事图像处理、空间技术减灾与三维重建研究

中图分类号: P237. 3TP751

An Automatic PC-SIFT-Based Registration of Multi-source Images from Optical Satellites

Li Ming^1,2,3,
Li Deren^1,2,3,
Fan Dengke⁴,
Guo Bingxuan³

¹School of Remote Sensing and Information Engineering Wuhan University Wuhan 430079 China;²Collaborative Innovation Center for Geospatial Technology Wuhan University Wuhan 430079 China;³State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying, Mapping and Remote Sensing Wuhan University Wuhan 430079 China;⁴The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation Tianjin 300251 China

摘要: 针对多源光学卫星影像几何校正过程中同名点匹配率低、配准过程自动化差等问题,本文采用相位一致性代替原始尺度不变特征变换(scale invitation feature transform,SIFT)算法中的像素灰度值梯度对主方向和特征向量进行描述,提升特征描述的正确率;以频率域下相位分析结果为约束条件对匹配结果进行优化,抑制错误匹配同名点;同时,提出了一种基于随机采样一致性(RANSAC)的自适应选择策略,提高参数估计阶段的自动化水平;最后,实现多源光学卫星影像间的配准。多组数据实验结果表明了该方法在辐射非线性畸变多源光学卫星影像间配准中的有效性和适用性。
- 多源遥感影像 /
- 影像配准 /
- PC-SIFT /
- 相位一致性 /
- 相位相关
Abstract: In order to solve the problems like low corresponding points matching rate，poor automatic registration process of multi-source optical satellite imagery in geometric correction. We described the principal direction and feature vector by phase congruency instead of the original SIFT algorithm gray level of pixel gradient to ascending accuracy of feature description.Optimizing the matching results with constraints of phase analysis results under the frequency domain，inhibition of error matching points;meanwhile，put forward a adaptive selection strategy to improve parameter estimation phase level of automation RANSAC-based;the ultimate realization of automatic image registration between the multi-source optical satellite imagery. The experimental results of multiple sets of data show that the validity and applicability of this schema to image registration between multi-source optical satellite image with radiation and nonlinear distortion.
- multi-source images /
- image registration /
- PC-SIFT /
- phase equalization /
- phase correlation

[1]	王蒙蒙, 叶沅鑫, 朱柏, 张过. 基于空间约束和结构特征的光学与SAR影像配准 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2022, 47(1): 141-148. doi: 10.13203/j.whugis20190354
[2]	眭海刚, 赵博飞, 徐川, 周明婷, 杜卓童, 刘俊怡. 多模态序列遥感影像的洪涝灾害应急信息快速提取 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2021, 46(10): 1441-1449. doi: 10.13203/j.whugis20210465
[3]	姚永祥, 张永军, 万一, 刘欣怡, 郭浩宇. 顾及各向异性加权力矩与绝对相位方向的异源影像匹配 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2021, 46(11): 1727-1736. doi: 10.13203/j.whugis20200702
[4]	李欣, 杨宇辉, 杨博, 尹峰. 利用方向相位特征进行多源遥感影像匹配 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2020, 45(4): 488-494. doi: 10.13203/j.whugis20180445
[5]	叶沅鑫, 慎利, 陈敏, 王继成. 局部相位特征描述的多源遥感影像自动匹配 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2017, 42(9): 1278-1284. doi: 10.13203/j.whugis20150576
[6]	汪炯骅, 许涛, 李响. 低空无人机交叉口悬停影像抖动纠正 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(6): 738-743. doi: 10.13203/j.whugis20130834
[7]	陈王丽, 孙涛, 秦前清, 石岩, 张巍, 林立宇. 利用嫦娥一号ccd相机邻轨下视影像生成月面dem . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(9): 1169-1175. doi: 10.13203/j .whu g is20140041
[8]	韦春桃, 张祖勋, 张剑清, 吴平. 分层Fourier-Melin变换相位相关的影像匹配初始视差的自动获取方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(4): 452-456. doi: 10.13203/j.whugis20130354
[9]	李永生, 张景发, 李振洪, 姜文亮, 罗毅, 赵勇. 时序InSAR离散相干点相位解缠误差检查与校正方法研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2014, 39(10): 1199-1203.
[10]	何海清, 张永军, 黄声享. 相位相关法辅助的重复纹理区低空影像匹配 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2014, 39(10): 1204-1207.
[11]	张谦, 贾永红, 胡忠文. 多源遥感影像配准中的SIFT特征匹配改进 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(4): 455-459.
[12]	史磊, 李平湘, 杨杰. 混合三角网极化干涉SAR影像配准 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(3): 330-333.
[13]	林卉, 梁亮, 杜培军, 孙华生. 利用Fourier-Mellin变换的遥感图像自动配准 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(6): 649-652.
[14]	辛亮, 张景雄. 共轭面状特征的快速提取与遥感影像精确配准 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(6): 678-682.
[15]	史磊, 李平湘, 杨杰. 利用SIFT与粗差探测进行SAR影像配准 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(11): 1296-1299.
[16]	李芳芳, 肖本林, 贾永红, 毛星亮. SIFT算法优化及其用于遥感影像自动配准 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(10): 1245-1249.
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利用PC-SIFT的多源光学卫星影像自动配准方法

¹武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉 430079;²地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉 430079;³武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉 430079;⁴铁道第三勘察设计院集团有限公司天津 300251

基金项目: 中央高校基本科研业务费资助项目2012213020206 410500015 铁道第三勘察设计院集团有限公司重点资助项目721335 721317

作者简介:
李明博士生主要从事图像处理、空间技术减灾与三维重建研究

收稿日期: 2014-01-20
刊出日期: 2015-01-05

中图分类号: P237. 3TP751

关键词:

PC-SIFT /

摘要: 针对多源光学卫星影像几何校正过程中同名点匹配率低、配准过程自动化差等问题,本文采用相位一致性代替原始尺度不变特征变换(scale invitation feature transform,SIFT)算法中的像素灰度值梯度对主方向和特征向量进行描述,提升特征描述的正确率;以频率域下相位分析结果为约束条件对匹配结果进行优化,抑制错误匹配同名点;同时,提出了一种基于随机采样一致性(RANSAC)的自适应选择策略,提高参数估计阶段的自动化水平;最后,实现多源光学卫星影像间的配准。多组数据实验结果表明了该方法在辐射非线性畸变多源光学卫星影像间配准中的有效性和适用性。

English Abstract

An Automatic PC-SIFT-Based Registration of Multi-source Images from Optical Satellites

¹School of Remote Sensing and Information Engineering Wuhan University Wuhan 430079 China;²Collaborative Innovation Center for Geospatial Technology Wuhan University Wuhan 430079 China;³State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying, Mapping and Remote Sensing Wuhan University Wuhan 430079 China;⁴The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation Tianjin 300251 China

Received Date: 2014-01-20
Publish Date: 2015-01-05

Keywords:

Abstract: In order to solve the problems like low corresponding points matching rate，poor automatic registration process of multi-source optical satellite imagery in geometric correction. We described the principal direction and feature vector by phase congruency instead of the original SIFT algorithm gray level of pixel gradient to ascending accuracy of feature description.Optimizing the matching results with constraints of phase analysis results under the frequency domain，inhibition of error matching points;meanwhile，put forward a adaptive selection strategy to improve parameter estimation phase level of automation RANSAC-based;the ultimate realization of automatic image registration between the multi-source optical satellite imagery. The experimental results of multiple sets of data show that the validity and applicability of this schema to image registration between multi-source optical satellite image with radiation and nonlinear distortion.

李明, 李德仁, 范登科, 郭炳轩. 利用PC-SIFT的多源光学卫星影像自动配准方法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(1): 64-70.

引用本文:

李明, 李德仁, 范登科, 郭炳轩. 利用PC-SIFT的多源光学卫星影像自动配准方法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(1): 64-70.

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作者简介: 李明博士生 主要从事图像处理、空间技术减灾与三维重建研究

An Automatic PC-SIFT-Based Registration of Multi-source Images from Optical Satellites

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利用PC-SIFT的多源光学卫星影像自动配准方法

1武汉大学遥感信息工程学院湖北 武汉 430079;2地球空间信息技术协同创新中心湖北 武汉 430079;3武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北 武汉 430079;4铁道第三勘察设计院集团有限公司天津 300251

作者简介: 李明博士生 主要从事图像处理、空间技术减灾与三维重建研究

English Abstract

An Automatic PC-SIFT-Based Registration of Multi-source Images from Optical Satellites

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李明博士生主要从事图像处理、空间技术减灾与三维重建研究

¹武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉 430079;²地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉 430079;³武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉 430079;⁴铁道第三勘察设计院集团有限公司天津 300251

作者简介:
李明博士生主要从事图像处理、空间技术减灾与三维重建研究