基于双阶段特征匹配的非同源SAR船只跟踪方法

• 作者: 王炎 张晰 孟俊敏 刘根旺 包萌 曹成会
• 来源期刊: 海岸工程
• 学科: 工学
• 关键词: SAR 船只跟踪 特征匹配 多层次特征
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 48-60
• 页数: 13页
• 分类号: TN957.52
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-3682.2022.01.005

摘要

开展星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)船只匹配跟踪研究是海上船只监测的重要内容,对提升海上目标监测管控能力有重要意义.当前利用SAR卫星进行船只目标匹配跟踪时,由于船只目标尺寸小且船只目标的运动会在SAR图像中产生几何畸变,导致船只目标在SAR图像中难以准确实现匹配跟踪.基于此,本文提出了基于全局和局部双阶段特征匹配的SAR船只目标匹配跟踪方法,该方法能够实现TerraSAR-X和RadarSat-2等不同波段、不同平台(非同源)SAR图像的船只目标匹配跟踪.为验证本文算法的性能,采用了2对TerraSAR-X和RadarSat-2 SAR数据将本文提出的方法与SURF(Speeded Up Robust Features)、Harris和PCA-SIFT(Principal Component Analysis-Scale Invariant Feature Transform)等经典船只目标匹配跟踪算法进行了对比.实验结果表明,本文提出的基于全局和局部双阶段特征匹配船只目标匹配跟踪方法,对运动船只的跟踪性能可达83％,而SURF、Harris和PCA-SIFT算法精度仅为36.2％、27.7％和23.4％,可见本文算法高于这些经典船只目标匹配跟踪算法.本文还分析了船只目标的运动在非同源SAR图像中的几何特征(周长、面积、长宽比等)差异,以及船只目标匹配跟踪算法在非同源SAR中的适用性评估,结果表明,本文方法在船只几何特征形变较大时,也能很好地实现船只目标匹配跟踪.