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全局与局部特征相结合的遥感影像检索方法研究
作 者: 刘实
导 师: 陈荦
学 校: 国防科学技术大学
专 业: 摄影测量与遥感
关键词: 基于内容的图像检索 遥感影像 Hu不变矩 SIFT算法 原型系统
分类号: TP751
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 91次
引 用: 1次
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内容摘要
随着遥感技术的飞速发展,遥感影像数据已经成为人们获取信息的重要手段,在军事侦察、国家安全、资源探测、城市规划、行星探测等领域发挥越来越重要的作用。基于内容的遥感影像检索是海量遥感数据信息提取和数据共享的重要手段,目前已成为研究的热点问题。论文从月球遥感影像数据检索的应用需求出发,研究了基于内容的遥感影像检索方法,在分析和借鉴国内外相关工作的基础上,本文对遥感影像的特点、检索算法、特征匹配方法进行了深入细致的研究。本文的主要工作如下:1、分析遥感影像的特点,提出了解决遥感影像检索问题的一种新思路。本文分析了遥感影像与其它领域图像(如医学影像)的区别,之后总结了遥感影像的特点,并指出,现有的基于内容的图像检索方法不能满足遥感影像检索的实际需要。论文从全局和局部特征的角度分析了遥感影像的特征描述方法,最后,探索性地提出了一种全局特征与局部特征相结合的遥感影像检索方法。2、针对遥感影像特点的分析,研究了提取遥感影像全局特征的方法。基于对遥感影像特点的分析,论文对遥感影像全局特征的选取展开了研究,从颜色、纹理、形状三种特征的比较入手,选择了基于区域的图像形状特征描述方法。进而给出了理想的形状特征描述子的评价标准。并以此标准,研究了基于7个Hu不变矩的特征描述方法,最后,介绍了特征向量的相似性度量。3、针对遥感影像尺度多样化的特点,研究了尺度不变的遥感影像特征描述算法。遥感影像尺度的多样化是由遥感影像采集方式、任务和传感器的多样性决定的,如何克服尺度多样化带来的困难是遥感影像检索中重要的问题。SIFT特征是一种尺度不变的图像特征点描述子,本文将SIFT特征引入遥感影像检索当中,并通过实验证明,此方法可以有效地提高遥感影像检索的准确度。4、提出了一种遥感影像检索的方法。论文基于第二章提出的检索思路,详细给出了一种结合遥感影像全局与局部特征的检索方法。该方法首先使用Hu不变矩对遥感影像库进行检索,然后使用SIFT特征在较小范围内对目标影像进行精确匹配。实验结果表明该方法符合遥感影像的特点和检索的实际需求,检索效果和效率与现有方法相比有较大提高。本文应用上述研究成果设计并实现了一个图像检索原型系统,该系统充分证明了论文所提出的遥感影像检索方法的有效性。
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全文目录
表目录 7-8 图目录 8-10 摘要 10-11 ABSTRACT 11-13 第一章 绪论 13-19 1.1 课题研究背景和研究意义 13-15 1.2 国内外研究现状 15-16 1.3 本文主要工作 16-19 第二章 遥感影像检索 19-27 2.1 遥感影像的特点 19-21 2.2 遥感影像检索技术 21-22 2.3 遥感影像的全局特征与局部特征 22-24 2.3.1 全局特征 22-23 2.3.2 局部特征 23-24 2.4 一种结合全局与局部特征的遥感影像检索技术路线 24-25 2.5 小结 25-27 第三章 基于形状的全局特征检索技术基础 27-37 3.1 图像的形状特征描述 27-29 3.1.1 基于形状特征的图像检索发展现状 27-28 3.1.2 形状特征描述方法 28-29 3.2 基于Hu 不变矩的特征描述 29-35 3.2.1 矩描述子 29-34 3.2.2 Hu 矩 34-35 3.3 相似性度量方法 35-36 3.4 小结 36-37 第四章 基于局部特征点的多尺度图像检索方法 37-50 4.1 图像的多尺度表示 37-39 4.1.1 图像金字塔 37-38 4.1.2 高斯金字塔 38-39 4.1.3 高斯滤波 39 4.2 SIFT 特征提取算法 39-44 4.2.1 高斯差分DoG 滤波 39-40 4.2.2 尺度空间极值检测 40-41 4.2.3 关键点的位置确定 41-43 4.2.4 关键点的方向参数 43 4.2.5 SIFT 特征向量描述 43-44 4.3 SIFT 特征检索方法 44-49 4.3.1 K-NN 搜索 44-45 4.3.2 VA-File 索引方法 45-47 4.3.3 VA+-File 索引方法 47-49 4.4 小结 49-50 第五章 一种全局与局部特征相结合的图像检索方法 50-62 5.1 特征提取 50-52 5.2 建立特征索引 52-53 5.3 基于特征的目标影像查询 53-55 5.4 实验 55-61 5.4.1 性能评价 55-56 5.4.2 实验数据集 56-57 5.4.3 算法性能验证 57-61 5.5 小结 61-62 第六章 原型系统的设计与实现 62-69 6.1 设计原则 62 6.2 实现技术 62-63 6.3 系统设计与实现 63-67 6.3.1 系统功能与算法流程 63-65 6.3.2 系统结构与人机界面 65-67 6.4 检索示例 67-68 6.5 小结 68-69 第七章 总结与展望 69-72 7.1 主要研究成果 69-70 7.2 后续研究内容及展望 70-72 致谢 72-74 参考文献 74-78 作者在学期间取得的学术成果 78
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
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