第24卷增刊2007年12月

测绘科学技术学报

JournalofZhengzhouInstituteofSurveyingandMappingVol.24No.S0Dec.

2007

文章编号:167326338(2007)S020044203　

SAR与可见光图像匹配算法研究

吴石虎,余旭初

(信息工程大学测绘学院,河南郑州　450052)

摘要:合成孔径雷达影像和可见光影像的匹配是雷达自动导航飞行器的关键技术之一,概述了雷达图像的基本滤波方法,多尺度边缘特征提取的基本思路。论述了基于改进Hausdorff距离的SAR与可见光图像的匹配思想,总结了其中存在的主要问题。

关　键　词:SAR图像;可见光图像;图像匹配;边缘特征中图分类号:P237　　　文献标识码:A

ResearchontheMatchigandOpticalImages

WUXu2chu

(ationEngineeringUniversity,Zhengzhou450052,China)

Abstract:betweensyntheticapertureradar(SAR)imagesandopticalimagesfornavigationisveryim2

portantinnavigatevehicle.ThispapersummarizesthebasicwayoftheSARspecklefilterandthebasicthoughtofmultiscaleedgefeatureextraction.AnmatchingideaofbaseonimprovedHausdorffdistanceisgiveninthispaper.Atlast,wepresentsomemainproblemsofthematching.Keywords:SARimage;opticalimage;imagematching;featureextraction

　　雷达影像匹配定位是雷达制导飞行器中一个核心问题。在成像末制导中,采用存贮的可见光图像作为参考图,雷达图像作为实时图进行匹配定位是一种实用有效的方法。由于合成孔径雷达(SAR)具有分辨率高、作用距离远、测绘带宽和全天候工作等优点,因此,采用SAR实时图像制导对提高地对地导弹制导精度具有重要意义。但由于光学图像和雷达图像在成像机理及获取条件等方面的不同,使两种图像之间存在很大差异。

1)参考影像一般是通过卫星从离地面数百公里的轨道空间获取,成像条件相对稳定。而实时影像是从低空(离地面10km左右)获取,在高速运动中成像,会产生模糊。

2)参考影像是利用光电耦合器件(CCD)成像,具有较高的分辨率和清晰度,直接反映地面景观的光谱反射特性。雷达影像则是通过地面景观的距离反射成像,虽然具有全天候的优点,但色调层次少、分辨率较低,而且在径向与方位向之间存在仿射变形。

3)由于成像机制的不同,影像特征也有很大的差异。雷达影像对于粗糙表面回波信号较强,

收稿日期:2006206212;修回日期:2007210223。　　　　

而对于光滑表面回波信号较弱,以至于一些线性

地物、机场跑道等表现为与CCD影像相反的暗色调,而对于水域则显示相同的暗色调特性;对于植被、高大建筑物、海岸线等则呈亮色调。

雷达影像具有全天候的优点,是飞行器导航与定位的有效手段;但雷达影像与光学影像的目标识别,是一个低信噪比影像的匹配问题,存在许多困难。其匹配本质上属于非类似影像匹配问题,因此使得直接基于图像灰度信息的匹配定位方法难以适用于各种实际应用。图像特征是各类图像中所共有的,如边缘点、边缘线、闭区域的中心等,采用图像特征作为图像的匹配空间可以取得比较好的效果。由于雷达图像中存在很多难以消除的斑点噪声,因此不易提取边缘点。闭合区域在图像中出现的概率比较低,因此一般采用图像边缘特征作为两幅图像匹配的参考信息。1　雷达图像的去噪

由于合成孔径雷达属于相干成像系统,所以雷达图像中存在固有的斑点噪声。雷达图像的噪声模型为乘性模型

作者简介:吴石虎(1978-),男,湖北通城人,助工,博士生,主要从事遥感图像处理研究。