1.一种基于图像分割的条件式生成对抗网络的异源遥感图像配准方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)从两组异源遥感图像数据中获取成对的训练样本,两组异源遥感图像数据中的数据互为一一匹配,成对的训练样本中的两张图像分别为两组异源遥感图像数据中一一匹配的数据,将成对的训练样本中的两张图像分别称为输入图像和目标图像;
(2)采用分割方法对图像进行图像分割,获得分割图像;
(3)构建基于图像分割的条件式生成对抗网络I;
(4)构建图像块生成对抗网络Ⅱ;
(5)训练两个生成对抗网络;
(6)将生成图像与待配准图像进行同源图像配准。
2.根据权利要求1所述的基于图像分割的条件式生成对抗网络的异源遥感图像配准方法,其特征在于:所述步骤(2)中,对图像进行图像分割,采用的分割方法为k-means图像分割法。
3.根据权利要求1所述的基于图像分割的条件式生成对抗网络的异源遥感图像配准方法,其特征在于:所述步骤(3)中,基于图像分割的条件式生成对抗网络I包括一个生成器G和一个判别器D,满足:其中:x为输入图像,y为对应输入图像x的目标图像, 表示输入图像x和目标图像y的对抗损失函数,D(x,y)表示判别器D对输入图像x和目标图像y的判别结果,S(x)表示输入图像x经k-means图像分割法分割后获得的分割图像,G(x,S(x))表示输入图像x与分割图像S(x)经生成器G后获得的生成图像,D(x,G(x,S(x)))表示判别器D对输入图像x和生成图像G(x,S(x))的判别结果, 表示数学期望,(x,y)~pdata(x,y)表示变量(x,y)服从数据分布pdata(x,y),x~pdata(x)表示变量x服从数据分布pdata(x)。
4.根据权利要求1所述的基于图像分割的条件式生成对抗网络的异源遥感图像配准方法,其特征在于:所述步骤(4)中,构建图像块生成对抗网络Ⅱ包括如下步骤:(41)使用高斯差分函数特征点定位方法对目标图像进行特征点定位;
(42)将目标图像的特征点定位位置在生成图像上共享;
(43)提取目标图像和生成图像上相同特征点定位位置上的对应图像块;
(44)使用图像块生成对抗网络Ⅱ对目标图像和生成图像中对应图像块进行判别。
5.根据权利要求4所述的基于图像分割的条件式生成对抗网络的异源遥感图像配准方法,其特征在于:所述步骤(44)中,图像块生成对抗网络Ⅱ中的生成器采用步骤(3)中条件式生成对抗网络I中的生成器。
6.根据权利要求1所述的基于图像分割的条件式生成对抗网络的异源遥感图像配准方法,其特征在于:所述步骤(5)中,按照下面的损失函数训练两个生成对抗网络:其中: 表示条件式生成对抗网络I和图像块生成对抗网络Ⅱ的目标函数, 表示生成图像和目标图像的图像分割损失函数, 表示第k组图像块的图像块对抗损失函数, 表示像素级约束损失函数;
K为通过图像块生成对抗网络Ⅱ从生成图像以及目标图像中提取出的图像块的数量,k∈K, 为在目标图像上提取的第k个图像块, 为在生成图像上提取的第k个图像块, 和 称为第k组图像块;λ1和λ2为加权系数;
H(·)为像素级的交叉熵损失函数, a和b为图像分割后的标注图,I为a和b对应的像空间,J为标注图的标注空间;S(y)表示目标图像y经k-means图像分割法分割后获得的分割图像;
和 分别表示图像块判别器DP对 和 的判别
结果;y~pdata(y)表示变量y服从数据分布pdata(y);
‖·‖1表示一范数。
7.根据权利要求1所述的基于图像分割的条件式生成对抗网络的异源遥感图像配准方法,其特征在于:所述步骤(6)中,使用SIFT特征配准方法对生成图像和待配准图像进行同源图像配准。
8.一种实现权利要求1~7所述的任一基于图像分割的条件式生成对抗网络的异源遥感图像配准方法的装置,其特征在于:包括:获取单元:从两组异源遥感图像数据中获取成对的训练样本,将成对的训练样本中的两张图像分别称为输入图像和目标图像;
图像分割单元:对图像进行图像分割;
条件式生成对抗网络:约束生成图像和目标图像的生成对抗一致性;
图像块生成对抗网络:约束生成图像和目标图像局部特征块的一致性;
训练单元:对基于图像分割的条件式生成对抗网络中的生成器、判别器,图像块生成对抗网络的判别器进行训练;
图像配准单元:对生成图像和待配准图像进行SIFT特征配准。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于:所述条件式生成对抗网络包括:生成模块:根据输入图像和分割图像,输出与目标图像纹理相似的生成图像;
条件式判别模块:输入图像组合为目标图像和输入图像时,判别为真;输入图像组合为生成图像和输入图像时,判别为假。
10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于:所述图像块生成对抗网络包括:特征点定位模块:对目标图像使用高斯差分函数特征点定位方法进行特征点定位;
特征点位置共享模块:将目标图像的特征点定位位置在生成图像上共享;
图像块提取模块:提取目标图像和生成图像上相同特征点位置上的对应图像块;
图像块判别模块:输入为目标图像的图像块时,判别为真;输入为生成图像的图像块时,判别为假。