(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210248363.1 (22)申请日 2022.03.14 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 辛勤　张鹏宇　黄晓涛　申亮　 苏琦斌　毕钡桢　 (74)专利代理 机构 长沙国科天河知识产权代理 有限公司 432 25 专利代理师 唐品利 (51)Int.Cl. G06V 10/75(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06T 5/00(2006.01)G06T 5/40(2006.01) G06T 7/33(2017.01) (54)发明名称 基于矢量对称性的探地雷达图像匹配方法 方法及装置 (57)摘要 本发明涉及一种基于矢量对称性的探地雷 达图像匹配方法、 装置、 计算机设备和存储介质。 所述方法包括： 将log ‑gabor滤波器与目标图像 进行卷积处理， 得到目标图像的能量幅度； 根据 目标图像的能量幅度的分布特征计算目标图像 的噪声估计构建图像对称性模型； 对图像对称性 模型进行方向计算， 得到矢量对称性模型； 根据 矢量对称性模型和HOVPS算法对目标图像进行特 征提取， 得到模板窗口； 利用模板窗口设置滑动 窗口的尺 寸， 再对目标图像和待匹配图像进行特 征提取， 根据归一化互相关匹配准则对目标图像 滑动窗口内的HOVPS特征和待配准 图像的HOVPS 特征进行匹配， 得到待匹配图像在目标图像中的 最佳匹配位置。 采用本方法能够提高雷达图像匹 配准确率。 权利要求书3页 说明书11页 附图4页 CN 114723975 A 2022.07.08 CN 114723975 A 1.一种基于 矢量对称性的探地雷达图像匹配方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取探地雷达数据集和待匹配图像； 对所述探地雷达数据集进行滤波处理， 得到初始数据集； 所述初始数据集包括多个不 同的目标图像； 将log‑gabor滤波器与所述目标图像进行 卷积处理， 得到目标图像的能量幅度； 根据所述目标图像的能量幅度的分布特征计算所述目标图像的噪声估计， 利用所述 能 量幅度和所述噪声估计构建图像对称性模型； 对所述图像对称性模型中的对称性特 征进行方向计算， 得到 矢量对称性模型； 根据所述矢量对称性模型和HOVP S算法对所述目标图像进行 特征提取， 得到模板窗口； 利用所述模板窗口设置滑动窗口的尺寸， 根据设置尺寸后的滑动窗口对所述目标图像 和待匹配图像进 行特征提取， 得到目标图像滑动窗口内的H OVPS特征和待匹配图像的HOVPS 特征； 根据归一化互相关匹配准则对目标图像滑动窗口内的HOVPS特征和待配准图像的 HOVPS特征进行匹配， 得到待匹配图像在目标图像中的最佳匹配位置 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 将log ‑gabor滤波器与所述目标图像进行 卷积处理， 得到目标图像的能量幅度， 包括： 其中， I(x)表示目标图像， 表示log gabor滤波器的偶对称分量， en(x)表示图像偶对 称分量， 表示log gabor滤波器的奇对称分量， on(x)表示图像奇对称分量， An(x)表示目 标图像在不同频率尺度n下的能量幅度。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 根据 所述目标图像的能量幅度的分布特征 计算所述 目标图像的噪声估计， 利用所述能量幅度和所述噪声估计构建图像对称性模型， 包括： 根据所述目标图像的能量幅度响应服从瑞丽分布计算所述目标图像的噪声估计为T＝ μR+k·σR， 其中μR表示瑞丽分布的均值， σR表示瑞丽分布的方差， k表示一个自定义的乘数因 子。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 利用所述能量幅度和所述噪声估计构建图像对称性模型为 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114723975 A 2其中， η表示防止分母为0的一个常数， (x,y)表示图像的位置坐标， φn表示图像信 号在 尺度n下的相位， An,o表示图像信号在尺度n和方向o下的能量幅度。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 对所述图像对称性模型中的对称性特征进 行方向计算， 得到 矢量对称性模型， 包括： 对所述图像对称性模型中的对称性特征进行方向计算， 得到相位对称性在水平和垂直 方向上的投影； 通过反正切函数计算相位对称性在水平和 垂直方向上的投影， 得到相位对称性的方向 维幅度； 根据所述图像对称性模型中的图像对称性幅度和所述方向维幅度构建矢量对称性模 型。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 根据所述矢量对称性模型和HOVPS算法对 所述目标图像进行 特征提取， 得到模板窗口， 包括： 对所述目标图像进行图像划分， 得到多个子图块； 所述子图块中包 含多个子细胞 单元； 根据所述矢量对称性模型采集每 个子细胞 单元中各像素点的矢量对称性幅度和方向； 将每个子图块的子细胞单元中的所有像素的矢量对称性方向进行累计， 得到多个局部 直方图； 对所述局部直方图进行修 正， 将修正后的局部直方图进行归一 化处理， 得到模板窗口。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述归一化互相关匹配准则为 其中， A(x,y)表示待匹配图像的HOVPS特征向量， 表示待匹配图像的HOVPS特征 向量的平均值， B(u,v)表示目标图像滑动窗口内的HOVPS特征向量， 表示目标图像滑 动窗口内的HOVPS特征向量的平均值， W1表示待匹配图像滑动窗口， W2表示目标图像滑动窗 口。 8.一种基于 矢量对称性的探地雷达图像匹配装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 数据预处理模块， 用于获取探地雷达数据集和待匹配图像； 对所述探地雷达数据集进 行滤波处理， 得到初始数据集； 所述初始数据集包括多个不同的目标图像； 构建图像对称性模型模块， 用于将lo g‑gabor滤波器与所述目标图像进行卷积处理， 得 到目标图像的能量幅度； 根据所述目标图像的能量幅度的分布特征计算所述目标图像的噪 声估计， 利用所述能量幅度和所述噪声估计构建图像对称性模型； 对所述图像对称性模型 中的对称性特 征进行方向计算， 得到 矢量对称性模型； 特征提取模块， 用于根据所述矢量对称性模型和HOVPS算法对所述目标图像进行特征 提取， 得到模板窗口； 利用所述模板窗口设置滑动窗口的尺 寸， 根据设置尺寸后的滑动窗口 对所述目标图像和待匹配图像进行特征提取， 得到目标图像滑动窗口内的HOVPS特征和待 匹配图像的HOVP S特征； 匹配模块， 用于根据归一化互相 关匹配准则对目标图像滑动窗口内的HOVPS特征和待 配准图像的HOVP S特征进行匹配， 得到待匹配图像在目标图像中的最佳匹配位置 。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114723975 A 3