روشی ترکیبی بر مبنای الگوریتم های KAZE، VFC و TPS به منظور هم مرجع سازی تصاویر ماهواره ای

هم مرجع سازی تصاویر، فرایند مرتبط سازی دو یا چند تصویر با یک تصویر مرجع است که همگی از یک منطقه یکسان اخذ شده اند. تصاویری که ممکن است از نقطه نظر زمانی، موقعیت و سنسور اخذ تصاویر متفاوت باشند. این فرایند از پردازش های مهم و پایه در فتوگرامتری و سنجش از دور است که یکی از مهمترین کاربردهای آن فرآیند آشکارسازی تغییرات است. مطالعه تغییرات شهری در یک بازه ی زمانی دلخواه، با محدودیت دسترسی به داده های موردنیاز مواجه است. یک منبع مناسب برای این منظور، تصاویر ماهواره ای محیط گوگل ارث است که یک محدودیت اساسی در این نرم افزار، خطای هم مرجع سازی مربوط به تصاویر ثبت شده در زمان های مختلف است. در این تحقیق یک روش ترکیبی به منظور هم مرجع سازی تصاویر ماهواره ای گوگل ارث با حد تفکیک مکانی بالا توسعه داده شده است. روش پیشنهادی از سه مرحله اساسی تشکیل شده است. در مرحله اول از الگوریتم KAZE برای استخراج ویژگی های تصویری که پایداری بالایی در برابر تغییرات روشنایی زیاد دارند، استفاده می شود. در مرحله دوم فرآیند تناظریابی اولیه با معیار فاصله ی اقلیدسی و حذف تناظرهای اشتباه با استفاده از روش VFC انجام می شود. در نهایت در مرحله سوم، ارتباط هندسی بین تصاویر مبدا و هدف از طریق مدل تبدیل انطباقی TPS برقرار می شود. برای ارزیابی کیفیت و کارایی ویژگی ها و نقاط متناظر نهایی حاصل از الگوریتم KAZE، عملکرد آن با الگوریتم های SIFT و SURF در 4 جفت تصویر ماهواره ای مرتبط با مناطق شهری مختلف موردمقایسه و ارزیابی قرار گرفته است. در روند هم مرجع سازی مجموعه داده های یک تا چهار، بیشترین میزان نرخ مطابقت صحیح به ترتیب برابر با 0.63، 0.81، 0.6 و 0.76 برای نقاط متناظر نهایی حاصل از الگوریتم KAZE در مقایسه با الگوریتم های دیگر بدست آمده است. علاوه بر این، مدل تبدیل TPS به ترتیب با مقادیر RMSE 2.1، 1.8، 2.1 و 1.7 پیکسل، دقیق ترین ارتباط هندسی را در مقایسه با مدل تبدیل چندجمله ای، بین دو تصویر مبدا و هدف در هر یک از مجموعه داده های یک تا چهار برقرار کرد. نتایج بدست آمده، قابلیت روش ترکیبی پیشنهادی را در استخراج ویژگی های پایدار و هم مرجع سازی تصاویر ماهواره ای گوگل ارث با تغییرات قابل توجه عوارض و اختلافات شدید روشنایی نشان می دهد.