基于FPDE-SIFT的声呐干涉图像配准方法

来源：电子与信息学报杂志2024年第1期北京时间：

作者：刘伟陆, 周天, 闫振宇, 杜伟东

单位：1.哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室 哈尔滨 1500012.海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部 哈尔滨 1500013.哈尔滨工程大学水声工程学院 哈尔滨 1500014.极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室 哈尔滨 150001

摘要：图像配准是声呐进行高精度干涉测量的保障，该文针对水下目标的声呐图像配准，提出了一种基于4阶偏微分方程尺度不变特征变换的声呐干涉图像配准方法。该方法聚焦声呐图像配准的难点，首先基于4阶偏微分方程构建尺度空间，在保持图像细节的前提下滤除噪声，提高特征提取的准确度；对于残余噪声造成的特征点误检，借助特征点的相位一致性信息加以筛选，精简特征点样本集；最后对特征点匹配策略进行优化，提出改进的快速样本一致性匹配策略剔除特征点的误匹配。算法增加了匹配点对的数量，提高了匹配点对的准确度，实现了声呐干涉图像的精确配准。水池实验和外场试验表明，该文所提出的算法相较现有算法对声呐图像有着更好的适用性，配准后的均方根误差与留一法均方根均小于1像素，达到了亚像素配准精度。

关键词：声呐图像配准, 尺度不变特征变换, 偏微分方程, 相位一致性, 快速样本一致性

基金资助：国家自然科学基金(42176192, 41976176, 42176188, 52001097)