基于各向异性的遥感影像匀光匀色算法

为解决现有的遥感影像匀光匀色方法关注重点停留在全局、半全局统计参数的变换基础上,存在全局性的特点,缺乏局部特征信息引导的内容驱动,无法顾及到每张影像内容的差异性,导致匀色效果不佳,影像对比度损失,残留色差明显等问题,本文通过分析影像间出现色差的本质原因,把同名特征在不同观测环境下的观测值作为观测条件,并辅助加以局部空间约束与改正量正则约束,研究构建针对具有重叠区影像集的各向异性优化方法,利用凸优化理论求解出特征点处的改正量,然后以此改正量作为锚点空间辐射至整幅影像,线性加权改正得到最优匀光匀色效果。结果表明本文提出的基于各向异性的遥感影像匀光匀色算法,相对于传统的匀光匀色算法,理论跟完备,无假设条件,效果更佳,重叠区域影像局部范围内色差更小。可见本文提出的匀光匀色算法具有效果的有效性,和对各向异性匀光匀色算法研究的参考价值。     

基于隐私保护的MASK挖掘算法研究

数据挖掘是近年来随着人工智能和数据库技术的发展而出现的运用比较频繁的技术.它是从大量数据中筛选出隐含的、可信的信息的一种处理过程.在筛选的过程中,对数据的隐私保护便成了一个大的问题.本文针对隐私保护关联规则数据挖掘中的MASK挖掘算法进行了分析,就MASK算法在求频繁项集中涉及到的矩阵求逆问题上提出了两种改进的算法,通过实验表明,有效地提高了传统MASK算法的运行时间.     

基于SURF算法和极线约束的无人机影像匹配研究

针对无人机影像受光照、拍摄角度及区域环境等因素的影响造成匹配效果不佳,局部区域匹配困难的问题,本文基于SURF算法,通过引入极线约束来提高特征匹配效果。该匹配算法首先利用SURF算法检测影像特征点,用RANSAC(Random Sampling Consensus)方法计算出基础矩阵,通过基础矩阵计算出所有特征点的极线,最后用极线过滤掉错误匹配。实验结果表明:与传统SURF算法的单一约束条件的无人机影像匹配相比,极线约束条件下的无人机影像匹配在误匹配减少的前提下能获得更多准确的特征匹配集。     

基于匀光处理的自适应裂缝分割与提取算法

针对光照不均匀与水体模糊效应导致水下图像中建筑物裂缝提取难度增加的问题,提出一种基于匀光处理的自适应阈值分割算法。首先,通过对全局图像进行匀光处理。在保护纹理信息的同时消除亮度分布不均的问题。然后,使用Hessian矩阵去除部分非裂缝信息,根据处理前后图像直方图的变化自适应确定分割阈值。最后,使用张量投票对分割结果进行线性增强,以实现去除噪声、连接裂缝片段的效果。实验结果表明:该算法不仅能对水下光照不均匀图像中的弱裂缝进行有效分割提取,同时也适用于常见水上裂缝图像。     

基于CUDA的卫星影像快速Mask匀光方法研究

针对大数据量的卫星遥感影像进行匀光处理的过程计算量大,效率低的情况,本文提出了一种基于CUDA平台的卫星影像快速匀光并行处理方法,根据现有算法结构上的特点,将处理过程中的主要运算部分交由GPU完成。实验通过对资源三号卫星所得影像做匀光处理,对比了GPU与多核CPU运行速度和效果,分析了该方案的加速性能和实用性。实验表明,在保持原处理质量的同时,该方法构建的并行处理模型有效地提高了原有匀光算法的处理速度。     

基于改进SIFT算法的无人机影像匹配

针对SIFT算法特征描述符计算复杂、时间效率较低的问题,提出了一种改进的SIFT算法,并将其应用于无人机倾斜影像匹配.算法首先利用SIFT算法进行特征点检测,基于BRISK描述符对提取的特征点进行描述生成其特征描述符,并基于Hamming距离作为特征匹配的相似性测度,在此基础上,利用比值提纯法(NNDR)进行粗匹配,最后采用RANSAC算法并结合均方根误差(RMSE)进行约束,对粗匹配结果进行筛选,剔除错误匹配点对,得到精确匹配结果.为了验证该算法的有效性,利用4组无人机影像数据进行实验并与SIFT算法和SURF算法进行比较,结果表明:算法在保证较高准确率的同时能够得到亚像素级的精度,且能够有效地提升时间效率,具有较好的稳定性.     

基于ICA算法和尺度优化的无人机影像树冠提取方法

针对高分辨率遥感影像进行树冠提取时所遇到的由各类地物之间的相关性和复杂性带来的地物提取难点,将独立分量分析算法和尺度优化法结合进行树冠提取研究.首先,通过独立分量分析算法优化高分辨率遥感影像,去除地物波谱信息之间的相关性,并将ICA变换得到的特征值作为波段加权的权重;再通过改进的最优尺度计算模型选择最优的分割尺度;最后通过对树冠提取的平均精度评价该改进的计算模型.将本研究方法与单纯尺度优化法实验对比分析,结果表明:本文方法有利于降低"同谱异物"和"同物异谱"以及树冠连冠现象,提高树冠信息提取的精度,并可有效避免人为确定分割尺度的主观性和低效性.     

一种基于ORB算法的无人机影像匹配

针对无人机影像局部区域特征点探测难度大,导致无人机影像匹配效果不佳等问题,通过引入BEBLID算法构建高效的二值描述符,提升了影像匹配率。该算法首先采用ORB算法检测特征点,其次采用FLANN快速搜索筛选特征点,最后利用BEBLID描述符以及采用RANSAC算法剔除误匹配,从而实现了无人机影像的高精度匹配。试验结果表明:在保证有足够特征点对的前提下,将ORB+BEBLID算法应用于两组无人机影像匹配中,影像匹配率分别为81.97%和89.72%,相比ORB算法分别提高13.60%和9.90%。验证了ORB+BEBLID算法在无人机影像匹配中的有效性,获得的正确特征匹配点对冗余度低、全局性优。     

基于改进RCF和无人机影像的电力线检测研究

在电力线无人机自动巡检中,电力线边缘检测对提高输电线路检测精度有重要作用。目前,常用的RCF（Richer Convolutional Features for edge detection）算法在复杂背景下检测电力线时存在边缘模糊、在较低阶段产生的特征图包含太多噪声并在融合特征图时丢失多尺度信息等问题。对此,本文对RCF算法进行改进：1）使用具有平移不变性的下采样技术增强模型的鲁棒性;2）在RCF主干网络中引入CBAM（Convolutional Block Attention Module）机制,提高模型对电力线特征的表达能力;3）在RCF的侧输出网络中加入级联网络,借助基于通道注意力机制的多尺度特征融合模块对特征图进行融合,从而获得更优异的细节保持效果。实验结果表明：改进模型的最优数据集规模（Optimal Dataset Scale）、最佳图像比例（Optimal Image Scale）和平均精度（Average Precision）分别提高了0.7%、1.3%和1.7%,改进模型的检测结果噪声数量少、电力线更加清晰准确。     

基于无人机遥感视频影像的拼接缝消除算法

针对多时影像存在色调和亮度差异、变换参数不精确等因素,导致拼接后的图像存在明显的拼接缝,传统的拼接缝消除方法（渐入渐出融合,以及动态宽度等算法）处理后的影像无法完全消除垂直或水平拼接缝,提出了一种新的拼接缝消除方法。将复杂的多度重叠区域问题简化为两度重叠区域,使多条垂直和水平拼接缝减少到一条。通过一组航拍视频图像的仿真实验证明该拼接缝消除算法提高了拼接后的视觉效果。     

基于改进SIFT算法的无人机遥感影像快速拼接

近几十年来,无人机遥感在地球观测领域发展十分迅速,然而,无人机影像快速拼接是阻碍其应用的难题.针对无人机遥感影像的特点与SIFT(scale invariant feature transform)拼接算法的缺点,该文提出了一种基于随机抽样一致性算法RANSAC(random sample consensus)和最小二乘匹配改进的SIFT影像拼接算法.首先采用随机采样法RANSAC进行粗略匹配数据的提纯,剔除伪特征点对,以减少特征点数量,降低时耗;然后再以最小二乘匹配进行更加精确的匹配,最终实现了无人机影像的自动拼接.实验结果表明：基于RANSAC和最小二乘匹配改进的SIFT拼接算法的平均正确匹配率为92.8%,拼接精度由1个像元提高到0.1个像元,同时拼接运算效率也得到了较大的提升.经改进的SIFT拼接算法在海量特征数据库中可以进行快速、准确的匹配、甚至可以达到实时的要求,具有更强的鲁棒性,可以满足低空遥感影像的相对定向高度自动化的需要,应用前景广阔.     

基于均匀驱动计算架构的卫星影像快速Mask匀光方法研究

针对大数据量的卫星遥感影像进行匀光处理的过程计算量大,效率低的情况,提出了一种基于均匀驱动计算架构(compate unified device architecture,CUDA)平台的卫星影像快速匀光并行处理方法。根据现有算法结构上的特点,将处理过程中的主要运算部分交由GPU完成。实验通过对资源三号卫星所得影像做匀光处理,对比了GPU与多核CPU运行速度和效果,分析了该方案的加速性能和实用性。实验表明,在保持原处理质量的同时,该方法构建的并行处理模型有效地提高了原有匀光算法的处理速度。     

基于HSV色彩空间和Otsu算法的无人机影像植被覆盖度自动提取

随着无人机遥感技术的不断发展和普及,其在生态学等领域中的应用已成为当前研究热点。植被覆盖度信息提取是无人机遥感的重要应用领域之一,然而目前无人机影像的植被覆盖度提取存在阈值难以选取、耗费时间过长等问题。为提高植被覆盖度提取的精度和速度,本文提出一种基于HSV色彩空间与Otsu算法的图像分割方法。该方法将无人机影像进行色彩空间变换,在HSV色彩空间中提取H分量并结合Otsu阈值分割方法,全程快速自动地完成植被覆盖度提取。实验结果表明,Otsu算法能显著缩短植被覆盖度提取时间,且提取精度较高,并且在结合HSV色彩空间时,准确度更高,对比传统植被覆盖度阈值提取有较为明显的优势,提高了植被覆盖度提取的时效性。     

无人机航迹规划算法研究

航迹规划算法是无人机应用的关键技术之一。本文主要结合蚁群算法对无人机三维航迹规划进行了系统的研究。针对无人机三维航迹规划的复杂性及其搜索空间大且效率低的问题,提出了一种基于蚁群算法的航迹滚动规划方法,并将地形条件与航迹规划的约束条件加入搜索算法中,以使规划的航迹更符合实际情形。仿真实例结果表明,所提出的规划方法可以规划出满足无人机飞行要求的航迹。     

基于仿射变换整体平差的无人机航空影像镶嵌算法

提出了一种用于无人机航空影像镶嵌的自由网平差模型,该模型利用最小二乘原理,整体解算待镶嵌影像的仿射变换参数.实验结果表明,该模型较好地解决了影像镶嵌过程中误差伴随基线放大的问题,提高了影像镶嵌的精度.     

匀化处理的无人机影像实景三维模型增强方法

针对无人机影像色差较大导致三维建模效果不理想的问题,选用小型多旋翼单镜头无人机作为航拍装备,采用直方图均衡化和灰度拉伸,对影像进行色调匀化处理,分别以原始影像和经色调匀化处理后的影像为数据源,构建实景三维模型并进行模型质量对比分析.结果表明,影像经匀色处理后,其三维模型色调更均匀,过渡更缓和,纹理细节显著,模型完整性更好.     

卫星影像反立体改正算法比较探究

太阳同步卫星成像时的光照方向与人类视觉习惯相反,导致影像中出现地形反转的感知现象,即反立体现象.现有的一些方法能够改正这种严重误导影像解译的现象,但针对算法的系统性比较研究较为缺乏.以SPOT-5与WorldView-2卫星影像为例,从反立体改正程度、空间细节的保持、光谱特性的保持方面选取几种代表性算法进行比较,进而归纳出各个算法的特点及适用情况,为实际应用打下基础.     

无人机影像重叠度统计方法的研究

无人机影像重叠度的统计分析是对飞行质量和航拍效果进行验证的重要手段,也是研究无人机数据冗余的重要参考指标.现有的统计方法的效率低下,不能够大批量地统计多个架次的影像重叠度信息,确定影像的冗余量.因此提出一种新的重叠度统计方法——基于图像匹配的影像重叠度统计方法,该方法采用图像匹配的原理对航拍影像进行重叠度的计算.经过实验分析基于图像匹配的影像重叠度统计方法效率比现有的统计方法提高60%以上,而且可以大批量、高精度地统计航拍影像的重叠度.