基于置信度传播算法的嫦娥三号全景相机数据匹配方法研究  

Belief propagation stereo matching algorithm for Chang'E-3 pancam image data

作　　者：宋妍[1] 陈芳芳[1] 朱冬波 田玉刚[1] 

机构地区：[1]中国地质大学(武汉)信息工程学院遥感科学与技术系,武汉430072

出　　处：《中国科学：物理学、力学、天文学》2016年第2期61-67,共7页Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica

基　　金：中国科学院重点部署项目(编号:KGZD-EW-603);国家自然科学基金(批准号:41101339)资助

摘　　要：全景相机是嫦娥三号重要载荷,与其他载荷共同完成巡视区地形地貌、撞击坑、地质构造等科学目标.其中,月表数字高程模型由全景相机获取,是开展上述科学分析的重要依据,高程模型的建立依赖于全景相机数据的匹配.分析月表形貌和全景相机数据的特点,本文基于置信度传播理论,综合灰度与梯度信息,提出融合灰度与梯度特征的视差能量模型;同时在置信度解算时,依据像素点与邻域梯度进行有效的能量传递,防止视差断裂区域能量的不当传递,保证全局匹配质量.试验选取两组立体像对,分别代表视差断裂区以及高亮区,结果表明本文提出的方法匹配正确率较传统置信度匹配高,从而能保证精度较高的月表DEM构建结果.Pancam camera is a vital instrument of Chang＇E-3. Combined with other instruments, Pancam investigates geomorphology and topography on lunar surface. How to obtain lunar surface DEM is an important factor to conduct above scientific research. DEM accuracy depends on image matching of Pancam image data. According to lunar surface terrain and the Pancam properties, we propose a novel parallax model in Belief Propagation theory. The parallax model fuses gray information and gradient value. For reserving parallax change, we make use of gradient to guide the energy transfer in every central pixel neighbor. In experiments, we select two stereo pairs, which represent parallax discontinuous area and highlight area. Our results prove that proposed method is effective in the two pairs than traditional belief propagation matching. It will ensure the DEM extraction correctness.

关 键 词：嫦娥三号 立体匹配 置信度传播算法 视差模型 梯度信息 

分 类 号：P184.5[天文地球—天文学] V476.3[航空宇航科学与技术—飞行器设计]