[發(fā)明專利]一種適用于SAR和光學(xué)影像的高效海冰運動提取方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210178701.9
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114612773A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周春霞;李明慈;劉勇;陳曉麗
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴(yán)彥

1.一種適用于SAR和光學(xué)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(yù)處理，包括將SAR影像的后向散射系數(shù)通過線性拉伸，轉(zhuǎn)換為灰度影像，對光學(xué)影像各通道像素值進行加權(quán)平均獲得單通道灰度影像；

步驟2，讀入兩幅預(yù)處理之后的影像，兩幅影像具有重疊區(qū)域，且獲取時間小于預(yù)設(shè)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(xiàn)方式為，構(gòu)建影像金字塔，確定每層影像需要提取的特征點數(shù)量，對每層影像進行規(guī)則格網(wǎng)劃分，對每層影像每個格網(wǎng)內(nèi)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(shù)量的特征點；

步驟3，采用基于地理網(wǎng)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(wǎng)格的匹配方法，實現(xiàn)方式為按照地理網(wǎng)格對影像上的特征點進行分組，計算每個特征點所在網(wǎng)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(jù)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(jù)初始海冰運動矢量，按照指定空間分辨率規(guī)則地內(nèi)插海冰運動矢量；

步驟6，針對內(nèi)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(guān)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(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于SAR和光學(xué)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(wǎng)內(nèi)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(wǎng)內(nèi)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于SAR和光學(xué)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(wǎng)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(xiàn)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(wǎng)格分辨率，ceil為向上取整函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種適用于SAR和光學(xué)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(xué)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(xué)影像的高效海冰運動提取系統(tǒng)，其特征在于：用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1-4任一項所述的一種適用于SAR和光學(xué)影像的高效海冰運動提取方法。