一种基于标记点过程的撞击坑提取后处理方法技术

本发明专利技术涉及一种基于标记点过程的撞击坑提取后处理方法，该方法包括以下步骤：步骤S1、根据撞击坑在影像中的纹理以及几何特征，建立Gibbs能量模型；通过撞击坑之间的拓扑性质建立模型的先验项，利用撞击坑边缘在一定光照条件下的相位大小以及相位方向构建针对撞击坑边缘的局部相位加权的相位方向密度函数，并基于相位方向密度函数构建模型的似然项；步骤S2、利用可逆跳转马尔科夫蒙特卡洛算法和模拟退火算法对Gibbs能量模型进行优化求解，得到优化后的撞击坑图像。与现有技术相比，本发明专利技术的方法能有效地剔除误提取撞击坑并优化候选撞击坑的位置和大小。撞击坑的位置和大小。撞击坑的位置和大小。

【技术实现步骤摘要】
一种基于标记点过程的撞击坑提取后处理方法


[0001]本专利技术涉及卫星影像处理
，尤其是涉及一种基于标记点过程的撞击坑提取后处理方法。

技术介绍

[0002]撞击坑是行星表面的重要地物之一，其位置分布以及大小信息对于行星探测任务的规划与实施具有极大的研究价值与实用价值，如安全着陆选址以及避障等工程应用中，障碍物的位置和尺寸准确信息十分重要。
[0003]基于影像的撞击坑提取方法也可分为基于传统的模式识别方法以及机器学习方法。基于传统的模式识别方法通常使用大量的先验几何或纹理分布规则来进行撞击坑的边缘检测或亮
‑
暗分布特征检测，通常使用的技术包括：Hough变换、模板匹配、可能性聚类、椭圆拟合以及马尔可夫链蒙特卡罗算法等。机器学习和深度学习方法也在基于影像的撞击坑提取算法中发挥了重要作用，如基于卷积神经网络的方法、遗传算法、随机森林和支持向量机等。在实际应用中，以上这些算法多集中于统计提取撞击坑的数量，而缺少对撞击坑位置和大小准确度的讨论。
[0004]在现有的撞击坑提取算法中，对于正确提取撞击坑的定义多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于标记点过程的撞击坑提取后处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S1、根据撞击坑在影像中的纹理以及几何特征，建立Gibbs能量模型；通过撞击坑之间的拓扑性质建立模型的先验项，利用撞击坑边缘在一定光照条件下的相位大小以及相位方向构建针对撞击坑边缘的局部相位加权的相位方向密度函数，并基于相位方向密度函数构建模型的似然项；步骤S2、利用可逆跳转马尔科夫蒙特卡洛算法和模拟退火算法对Gibbs能量模型进行优化求解，得到优化后的撞击坑图像。2.根据权利要求1所述的一种基于标记点过程的撞击坑提取后处理方法，其特征在于，结合撞击坑在影像中的形状，将椭圆作为撞击坑的标记；每个撞击坑由一个五元组C
i
＝(v
i
,u
i
,l
i
,w
i
,α
i
)描述，(v
i
,u
i
)代表椭圆的中心，即属于实现点过程中的一个点，而其他三个是标记，对应于主轴、次轴和方向；五元组的取值范围为：S＝[0,M]
×
[0,N]
×
[a
m
,a
M
]
×
[b
m
,b
M
]
×
[0,π]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，[M
×
N]是撞击坑圆心的采样范围，由每个撞击坑初始提取的中心和半径决定；[a
m
,a
M
]是主轴的范围，[b
m
,b
M
]是次轴的范围，[0,π]是所有可能方向的集合。3.根据权利要求2所述的一种基于标记点过程的撞击坑提取后处理方法，其特征在于，所述步骤S1中的Gibbs能量模型：其中，Z为归一化常数；U
D
(C
i
)和U
p
(C
i
)分别代表数据似然约束因子和先验约束因子。4.根据权利要求3所述的一种基于标记点过程的撞击坑提取后处理方法，其特征在于，所述Gibbs能量模型的约束包括先验能量因子约束和似然能量因子约束。5.根据权利要求4所述的一种基于标记点过程的撞击坑提取后处理方法，其特征在于，所述先验能量因子约束是基于引入目标之间的重叠度约束的先验知识，对有重叠的目标进行惩罚；其中，重叠目标的重叠度约束U
p
(C
i
)的表达式为：其中，C
i
和C
j
分别代表两个采样，U
D
(C
i
,C
j
)表示两个椭圆之间的重叠系数。6.根据权利要求5所述的一种基于标记点过程的撞击坑提取后处理方法，其特征在于，所述似然能量因子约束是根据撞击坑的估计边缘梯度的大小和方向确定的，对应的数据似然U
D
(C
i
)的表达式为：U
D
(C
i
)＝U
D,1
(C
i
)+U
D,2
(C
i
)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢欢，王亚琼，黄潜，晏雄锋，刘世杰，叶真，王超，许雄，柳思聪，金雁敏，童小华，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：