(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 202210523467.9 (22)申请日 2022.05.14 (71)申请人 中国人民解 放军96901部队 地址 100094 北京市海淀区北清路109号 (72)发明人 何浩东　王才红　许馨月　高军强　 宫树香　刘庆国　钟华　王兴隆　 蒋鸣　赵云飞　 (74)专利代理 机构 北京众元弘策知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11462 专利代理师 李超 (51)Int.Cl. G06V 10/44(2022.01) G06V 10/75(2022.01) G06V 10/776(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种基于指标集约束的多源景象特征提取 系统及方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于指标集约束的多源景 象特征提取系统方法， 属于图像匹配技术领域。 所述方法通过二值生成映射模块形成基于可见 光‑二值图空间映射关系； 通过匹配计算模块在 可见光卫星图片数据上选取光学适配地标结构， 利用映射模 型匹配计算， 得到适配结构匹配相关 面信息； 通过指标评估模块相关面信息进行统计 分析， 提取相关面匹配特性； 通过智 能化评估模 块， 对若干适配地标结构匹配指标评估 数据优选 排序， 得到最优评估适配结构组合。 所述方法有 效解决了异源预处理问题和基准图预处理目标 适配结构优劣性评估问题， 指标覆盖全面， 适配 结构指标评估置信度高、 适配地标区域选取制作 简单、 实时性高， 能很好的满足 实战化需求。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 114821110 A 2022.07.29 CN 114821110 A 1.一种基于指标集约束的多源景象特征提取系统， 其特征在于： 包括异源特征提取模 块、 匹配计算模块、 指标评估 模块和智能化评估 模块； 异源特征提取模块包括可 见光图像单 元以及二 值生成映射模块； 所述二值生成映射模块包括特征分割构选单元、 前后景区域提取单元及可见光 ‑二值 图映射构建单元； 所述指标评估模块包括匹配特征信息提取与统计单元以及相关面匹配特 性分析单元； 所述智能化评估模块包括视场约束评估单元、 评估指标归一化加权处理单元 以及空间分布评估单 元； 所述可见光图像单元与二值生成映射模块相连， 二值生成映射模块与匹配计算模块相 连， 匹配计算模块与指标评估模块相连， 指标评估模块与智能化评估模块相连； 特征分割构 选单元与前后景区域提取单元相连， 前后景区域提取单元与可见光 ‑二值图映射构建单元 相连； 可见光 ‑二值图映射构建单元与匹配计算模块相连； 匹配计算模块与匹配特征信息提 取与统计单元相连， 匹配特征信息提取与统计单元与相关面匹配特性分析单元相连； 相关 面匹配特性分析单元与视场约束评估单元相连， 视场约束评估单元与评估指标归一化加权 处理单元相连， 评估指标归一 化加权处 理单元与空间分布评估单 元相连； 所述可见光图像单 元用于读入可 见光卫星图片场景图； 所述二值生成映射模块， 用于根据可见光卫星图片场景内不同材质地物的轮廓区分 性， 构建区分不同材质关系映射的二 值场景图像， 形成基于可 见光‑二值图映射关系； 特征分割构选单元对输入的可见光卫星图片场景图进行特征分割构选， 输出特征分割 后的可见光图片， 所述特征分割后的可见光图片中包括目标场景不同材质具有对比特性的 区域； 前后景区域提取单元将特征分割后的可见光图片中含对比特性的区域进行提取， 将体 现对比特性的区域设置为前 景区域， 体现对比特性以外的区域设置为背景区域； 可见光‑二值图映射构建单元将前后景区域提取单元提取的不同材质对应的前景区域 和背景区域和可见光卫星图片进行空间映射， 生成基于不同材质关系的可见光 ‑二值图空 间映射关系； 匹配计算模块用于在可见光图片数据 上选取光学适配地标结构即选取感兴趣区， 再利 用可见光 ‑二值图映射构建单元构建的可见光 ‑二值图映射关系对全图进 行匹配和计算， 得 到各适配结构匹配的相关面； 指标评估模块用于对匹配计算模块生成的适配结构匹配的相关面进行统计分析， 提取 典型匹配特性， 构建匹配指标评估 模型； 匹配特征信 息提取与统计单元在所述匹配相关面RM上， 提取匹配特征信息并进行统计 分析， 输出统计匹配特 征信息； 相关面匹配特性分析单元针对所述统计匹配特征信息， 对 匹配相关面RM的局部及全局 特征数据进行分析， 得 出相关面匹配数据集； 所述相关面匹配数据集依据全局特征指标及局部特征指标分别对全局和部特征数据 提取得到； 所述全局特征指标包括地标重复强度， 局部特征指标包括区域反差、 区域前景均匀度、 区域背景均匀度、 地标匹配度、 本地邻域峰及地标 特征强度； 区域反差VRD， 表示选取的适配结构在可 见光图上 前景区域与背景 灰度均值差值；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114821110 A 2区域前景均匀度VFU， 表示选取的适配结构在可 见光图上 前景区域灰度标准差； 区域背景均匀度VBU， 表示选取的适配结构在可 见光图上背景区域灰度标准差； 地标匹配度Vm， 表示选取的适配结构在匹配相关面RM上本地匹配相关系数； 本地邻域峰VNP， 表示选取的适配结构在匹配相关面RM上对应位置3邻域范围内最高峰 对应值及相对位置； 地标特征强度Vint， 表示选取的适配结构在匹配相关面RM上对应位置与 其3邻域范围最 大峰差值及相对位置； 地标重复强度VRI， 表示选取的适配结构在匹配相关面RM上重复强度； 所述地标匹配度及地标特征强度为核心指标； 地标重复强度为重要指标； 区域反差、 区 域前景均匀度、 区域背景均匀度及本地邻域峰为 一般指标； 智能化评估模块对相关面匹配特性分析单元输出的6个局部以及1个全局特征集进行 筛选， 再基于综合评估指标进行优选排序后进行组合， 输出满足典型空间约束构型 的组合 特征数据集； 视场约束评估单元对输入的特征数据集进行筛选， 输出满足视场范围约束的特征数据 集， 具体依据特征数据集的空间分布， 结合探测不同工作高度视场范围约束对视场约束评 估， 筛选出可满足全工作高度探测视场范围内的特 征数据集； 评估指标归一化加权处理单元评估指标归一化加权处理， 得到特征数据的综合指标， 并计算出 特征数据集的综合评估指标并进行排序， 输出优选排序后的特 征数据集； 空间分布评估单元结合匹配识别要求评估空间分布， 以空间对角及三角分布为典型空 间约束构型， 对优选排序后的特征数据集进行组合， 输出满足典型空间约束构型 的组合特 征数据集。 2.一种基于指标集约束的多源景象特 征提取方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 根据可见光卫星图片场景内不同材质地物 的轮廓区分性， 构建区分不同材质关系 映射的二 值场景图像， 形成基于可 见光‑二值图空间映射关系； S2、 在可见光卫星图片数据上选取光学适配地标结构， 再利用可见光 ‑二值图空间 映射 关系， 进行匹配 计算， 得到光学适配地标 结构匹配相关面RM信息； S3、 对生成的光学适配地标结构匹配相 关面RM信息进行统计分析， 构建匹配指标评估 模型， 提取相关面匹配特性并构建匹配特 征数据集； S4、 对提取的匹配特征数据集进行筛选， 再基于综合评估指标进行优选排序后进行组 合， 输出满足 典型空间约束构型的组合特 征数据集。 3.根据权利要求2所述的多源景象特 征提取方法， 其特 征在于， S1具体包括： S11、 获取可见光卫星图片场景图， 对目标 区域场景内具备对比特征的不同材质影像数 据进行异源特 征分隔构选， 得到分割后的可 见光卫星图片； S12、 依次对所述可见光卫星图片目标场景不同材质具有对比特性的区域进行提取， 将 其设置为前 景区域， 其它部分则设置为背景区域； S13、 将S12提取的不同材质对应的前景、 背景区域， 同可见光卫星图片进行空间映射， 生成基于不同材质关系的可 见光‑二值图空间映射关系。 4.根据权利要求2所述的多源景象特征提取方法， 其特征在于， S31、 用于对生成的光学 适配地标 结构匹配相关面进行统计分析， 提取统计匹配特 征信息；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114821110 A 3