Критериальная функция установления соответствия между векторными эталонами и полутоновыми изображениями

В задачах, связанных с обработкой материалов дистанционного зондирования Земли, оптическими измерениями, в частности в области корреляционно-экстремальной навигации, возникает необходимость установления соответствия между эталонными и реально наблюдаемыми изображениями. В настоящее время наиболее хорошо изучены вопросы установления соответствия между изображениями в растровой форме. Такие задачи возникают, например, при трехмерной реконструкции поверхности, сфотографированной с нескольких точек (фотограмметрия), при регистрации изображений, обнаружении заданных объектов на снимках Земли с ИСЗ и т.д.
Однако, в некоторых случаях эталонные изображения могут быть заданы в векторной форме. Такая форма представления имеет ряд преимуществ, в частности, возможность трансформирования эталона с малыми вычислительными затратами, малый расход памяти для хранения векторных эталонов. Хотя всегда имеется возможность преобразования векторного эталона в растровую форму и использования имеющихся методов работы с растровыми эталонами, этот путь представляется неоптимальным.
Для установления соответствия между векторными эталонами и полутоновыми изображениями была использована специальная критериальная функция. Вдоль границ векторного эталона рассчитывался градиент полутонового изображения, вычислялась его проекция на нормаль к границе, после чего производилось интегрирование этой проекции вдоль всех границ векторного эталона. Указанная критериальная функция близка к интегродифференциальному оператору Даугмана (Daugman). Рассмотрены возможности повышения устойчивости критериальной функции соответствия при наличии облаков, закрывающих часть поля зрения, а так же снижения вычислительной сложности критериальной функции в случае задания эталонных изображений в полигональной форме.
Для экспериментов использовались два класса изображений. Во-первых, это изображения линии горизонта над морем, снятые в разное время в поселке Симеиз. На этих изображениях осуществлялся поиск линии горизонта. Во-вторых, это изображения Земли, полученные со спутника «Электро-Л». На этих изображениях устанавливалось соответствие между векторной картой береговых линий и очертаниями материков.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант 12-08-00863-а.