一种结合视角转换的遥感影像场景匹配方法

文档序号:33290200发布日期:2023-02-28 18:56阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种结合视角转换的遥感影像场景匹配方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:1)获取某一目标的多视影像,并将所述多视影像进行视角转换,以得到该目标的空视影像;其中,空视影像是以俯视角度对目标进行拍摄的影像,多视影像是以不同个角度对目标进行拍摄的影像;2)采用构建的特征提取模型提取所述空视影像的特征,以得到融合有高空间分辨率和丰富语义信息的空视影像融合特征;所述特征提取模型为改进的vgg19网络模型,所述改进的vgg19网络模型包括特征融合处理模块,特征融合处理模块用于对vgg19网络中的第三阶段池化前输出的低尺度特征c3、第四阶段池化前输出的中尺度特征c4和第五阶段池化前输出的高尺度特征c5,进行特征融合处理,且特征融合处理方式为:将中尺度特征c4经过池化处理以得到第一特征,将低尺度特征c3经过一个卷积层以得到第二特征,将中尺度特征c4经过上采样处理以得到第三特征,将第二特征和第三特征进行融合处理,融合处理后再与第一特征进行融合以得到第一融合特征;将高尺度特征c5经过池化处理以得到第四特征,将中尺度特征c4经过一个卷积层以得到第五特征,将高尺度特征c5经过上采样处理以得到第六特征,将第五特征和第六特征进行融合处理,融合处理后再与第四特征进行融合以得到第二融合特征;将所述第一融合特征和所述第二融合特征进行融合处理,以得到最终的融合处理结果;3)采用构建的特征提取模型提取卫星图像的各个区域的特征,以得到每个区域的卫星图像融合特征;4)将空视影像融合特征分别和每个区域的卫星图像融合特征进行匹配,以找到与空视影像匹配度最佳的区域,实现场景匹配。2.根据权利要求1所述的结合视角转换的遥感影像场景匹配方法,其特征在于,步骤2)中,采用如下公式进行融合处理:其中,为第二特征和第三特征进行融合处理后的特征时,相应的x
i
包括第二特征和第三特征;为第一融合特征时,相应的x
i
包括第二特征和第三特征进行融合处理后的特征和第一特征;为第五特征和第六特征进行融合处理后的特征时,相应的x
i
包括第五特征和第六特征;为第二融合特征时,相应的x
i
包括第五特征和第六特征进行融合处理后的特征和第四特征。3.根据权利要求1所述的结合视角转换的遥感影像场景匹配方法,其特征在于,步骤2)中,采用如下公式进行融合处理以得到最终的融合处理结果:其中,为最终的融合处理结果,n=2,相应的x1、x2分别为第一融合特征、第二融合特征。4.根据权利要求1所述的结合视角转换的遥感影像场景匹配方法,其特征在于,步骤1)中,采用如下方法得到空视影像:

获取目标的多视影像,进行点云重建,以得到目标的点云数据;

定义投影面,按照如下公式将目标的点云数据投影至定义的投影面:其中,t为样本x的协方差矩阵特征值构成的变换矩阵,x为重建点在坐标系变换前的值,为离散三维点的均值;

对投影后的点云数据进行插值运算得到数字表面模型dsm,利用得到的数字表面模型dsm进行如下计算,以得到空视影像图像点x
rec
:x
rec
=λ(x
dsm-x
dsm_min
)其中,λ为dsm与空视影像像素间的比例关系,x
dsm
为dsm上的值,x
dsm_min
为dsm的最小值。5.根据权利要求1所述的结合视角转换的遥感影像场景匹配方法,其特征在于,步骤4)中,采用质量感知模板匹配算法qatm实现融合特征匹配。6.根据权利要求5所述的结合视角转换的遥感影像场景匹配方法,其特征在于,采用质量感知模板匹配算法qatm进行特征融合匹配时,根据定义的qatm(s,t)评估模板和影像之间的匹配得分,且qatm定义为特征s与特征t之间的似然乘积:qatm(s,t)=l(t|s)
·
l(s|t)l(s|t)其中,l(t|s)为与模板影像中的所有其他补丁相比当前补丁t的软排名,l(s|t)为s中匹配的t可能性分数,α为系数参数,ρ(
·
)是s和t之间预定义的相似性度量,f
s
和f
t
为s和t的特征表示;依据匹配质量得分,相应得到的匹配度最佳的区域为:q(r
s
)=max{qatm(s,t)|t∈t}其中q(r
s
)表示匹配质量函数。7.根据权利要求6所述的结合视角转换的遥感影像场景匹配方法,其特征在于,系数参数的最优值利用如下方式确定:其中,l(t|s)
+
表示匹配相似度随α的增加而增加,l(t|s)-则相反,α
*
表示最优值。8.根据权利要求1所述的结合视角转换的遥感影像场景匹配方法,其特征在于,所述池化处理为全局平均池化处理。9.根据权利要求4所述的结合视角转换的遥感影像场景匹配方法,其特征在于,利用b样条拟合法进行插值运算得到数字表面模型dsm。

技术总结
本发明属于图像处理技术领域,具体涉及一种结合视角转换的遥感影像场景匹配方法。该方法包括:1)获取某一目标的多视影像,并将所述多视影像进行视角转换,以得到该目标的空视影像;2)采用构建的特征提取模型提取所述空视影像的特征,以得到融合有高空间分辨率和丰富语义信息的空视影像融合特征;3)采用构建的特征提取模型提取卫星图像的各个区域的特征,以得到每个区域的卫星图像融合特征;4)将空视影像融合特征分别和每个区域的卫星图像融合特征进行匹配,以找到与空视影像匹配度最佳的区域,实现场景匹配。本发明适用于各种具备可区分特征的区域,通过视角转换和特征融合能够提高匹配结果的准确性和成功率,得到更为可靠的结果。结果。结果。


技术研发人员:卢俊 郭海涛 饶子昱 龚志辉 林雨准 刘湘云 余东行 高慧 王家琪 牛艺婷 刘勇 侯青峰
受保护的技术使用者:中国人民解放军战略支援部队信息工程大学
技术研发日:2022.06.23
技术公布日:2023/2/27
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