[發明專利]一種適用于SAR和光學影像的高效海冰運動提取方法及系統

在審

• 申請號: 202210178701.9
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114612773A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 周春霞;李明慈;劉勇;陳曉麗
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06K9/62;G06V10/44;G06V10/75
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種適用于SAR和光學影像的高效海冰運動提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，影像預處理，包括將SAR影像的后向散射系數通過線性拉伸，轉換為灰度影像，對光學影像各通道像素值進行加權平均獲得單通道灰度影像；

步驟2，讀入兩幅預處理之后的影像，兩幅影像具有重疊區域，且獲取時間小于預設的時間段，利用改進ORB算法分別對兩幅影像進行特征點提取，實現方式為，構建影像金字塔，確定每層影像需要提取的特征點數量，對每層影像進行規則格網劃分，對每層影像每個格網內的影像塊采用加速分段檢測特征點提取方式進行特征點提取，再采用四叉樹非極大抑制方法均勻選取每層影像指定數量的特征點；

步驟3，采用基于地理網格的匹配方法，對兩幅影像的特征點進行匹配；所述基于地理網格的匹配方法，實現方式為按照地理網格對影像上的特征點進行分組，計算每個特征點所在網格的行列號，將行列號相同的特征點分為一組；按照海冰的最大漂移速度計算匹配半徑，對兩幅影像特征點進行匹配；

步驟4，根據匹配點對的位置以及兩幅影像的時間差，計算初始海冰運動矢量；

步驟5，根據初始海冰運動矢量，按照指定空間分辨率規則地內插海冰運動矢量；

步驟6，針對內插所得海冰運動矢量和真實的海冰運動矢量存在的偏差，按照最大互相關方法進行精化；

步驟7，采用局部一致性濾波對精化后的海冰運動矢量場進行濾波，剔除錯誤的海冰運動矢量，獲得海冰運動提取結果。

2.根據權利要求1所述的一種適用于SAR和光學影像的高效海冰運動提取方法，其特征在于：步驟2中采用改進ORB算法進行特征點提取時，每層影像每個格網內的影像塊采用加速分段檢測特征點提取方法進行特征點提取，包括首先采用較大閾值對格網內影像塊進行特征點提取，如果沒有提取到特征點則采用較小的閾值重新提取特征點。

3.根據權利要求1所述的一種適用于SAR和光學影像的高效海冰運動提取方法，其特征在于：步驟3中采用基于地理網格的特征點匹配方法中，按照海冰的最大漂移速度計算匹配半徑實現如下，

其中，s_max為海冰的最大漂移速度，d_t為兩影像之間的時間間隔，gsd為地理網格分辨率，ceil為向上取整函數。

4.根據權利要求1或2或3所述的一種適用于SAR和光學影像的高效海冰運動提取方法，其特征在于：步驟7中采用局部一致性濾波方法對海冰運動矢量場進行濾波；局部一致性濾波考慮了運動矢量和周圍運動矢量之間的差異性，對差異性大小進行判斷，剔除差異性較大的運動矢量；通過對光學影像提取的海冰運動場進行濾波測試，局部一致性濾波取得了較好的效果。

5.一種適用于SAR和光學影像的高效海冰運動提取系統，其特征在于：用于實現如權利要求1-4任一項所述的一種適用于SAR和光學影像的高效海冰運動提取方法。