[发明专利]基于模型先验的高分辨率SAR图像建筑物目标三维重建方法

摘要

本发明公开了一种基于模型先验的高分辨率SAR图像建筑物目标三维重建方法，包括如下步骤：第一步，从SAR图像中分割出高亮区域集合R_H；第二步，通过高亮区域集合R_H与平行四边形相似性来识别SAR图像中的建筑物目标集合及其对应的SAR图像切片集合；第三步，从建筑物目标SAR图像切片中提取建筑物目标散射特征并完成三维重建，其中，提取建筑物目标散射特征包括提取主墙面图像区域对应的亮平行四边形以及提取侧墙面图像区域对应的二次散射亮线。本发明只需要单幅高分辨率SAR图像建筑物，不需要引入光学图像或地理信息数据库等辅助数据，也不需要采用多方位SAR图像，即可完成建筑物三维重建，尤其适用于大方位角建筑物，具有误差小，精度高、计算效率高的特点。

主权项

基于模型先验的高分辨率SAR图像建筑物目标三维重建方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，从SAR图像中分割出高亮区域集合R_H；第二步，通过高亮区域集合R_H与平行四边形相似性来识别SAR图像中的建筑物目标集合及其对应的SAR图像切片集合；首先，确定高亮区域集合R_H对应的平行四边形的对角线集合L_diag；然后，基于提取的对角线集合L_diag来估计与高亮区域集合R_H最接近的平行四边形集合P_sim；最后，通过比较平行四边形集合P_sim与高亮区域集合R_H的相似性来完成建筑物目标识别，形成建筑物目标集合B_can，并获得建筑物目标的图像切片集合S_sb；其中，所述建筑物目标识别的具体步骤如下：(1)对于每一个图像区域r_H,i∈R_H，获得其二值图像、对角线和过对角线两个端点的矩形框，并且获得矩形框的二值掩膜图像，对角线与水平方向夹角为γ_i；(2)过对角线两个端点分别作平行四边形的两条斜边，斜边与水平方向夹角为β_i，取值范围为(‑90°,γ_i)，平行四边形斜边将矩形框内的二值掩膜图像划分成两部分：平行四边形内部R_in和外部R_out，两部分之间的差异性σ(β_i)用两部分方差之和来度量，计算公式如(14)；σ(β_i)＝n_inσ_in+n_outσ_out    (14)其中，n_in和σ_in其表示平行四边形内部R_in像元个数和方差，n_out和σ_out其表示平行四边形外部R_out像元个数和方差；(3)绘制两部分之间的差异性σ(β_i)与角度β_i的变化曲线(4)如果曲线为在区间(‑90°,γ_i)单调递减或者单调递增，无极小值，则区域r_H,i不是建筑物，从高亮区域集合R_H中删除区域r_H,i；(5)如果曲线为在区间(‑90°,γ_i)有极小值，则区域r_H,i有对应的平行四边形p_H,i，并将p_H,i加入平行四边形集合P_sim中，将区域r_H,i加入建筑物目标集合B_can中，从高亮区域集合R_H中删除区域r_H,i；(6)如果R_H为非空集合，返回步骤(1)；否则该过程结束；第三步，从建筑物目标SAR图像切片中提取建筑物目标散射特征并完成三维重建，其中，提取建筑物目标散射特征包括提取主墙面图像区域对应的亮平行四边形以及提取侧墙面图像区域对应的二次散射亮线。