Aplicación de técnicas de alineamiento de imágenes para la georreferenciación automática de imágenes aéreas y satelitales

Fuertes Correa, Pablo
Muro-Medrano, Pedro R. (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2012
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Lenguajes y Sistemas Informáticos

Ingeniero en Informática

Resumen: En el presente proyecto fin de carrera se investigan las técnicas de alineación de imágenes con la finalidad de establecer la correspondencia de una imagen capturada con una base de imágenes que sirvan como referencia. Esta base de imágenes será la aportada por el Plan Nacional de Ortofoto Aérea (PNOA) que ofrece una fotografía continua de toda España perfectamente georreferenciada. Con tal fin se hace una implementación de una técnica basada en características llegando a la conclusión de que esta no ofrece unos resultados aceptables en el ámbito de aplicación. Teniendo en cuenta estos resultados se han buscado alternativas que pudieran resolver esta problemática. Para ello se ha ampliado el abanico de técnicas posibles puesto que se ha considerado que el ámbito de aplicación no requiere los resultados en tiempo real o cerca del mismo. Esto ha hecho que también sean contempladas técnicas basadas en la intensidad. Así mismo se han realizado pruebas con diferentes lenguajes para determinar cual resulta más adecuado en cuanto a velocidad de prototipado y a eficiencia. De estas pruebas se ha decidido realizar la implementación en C++ junto a OpenCV. No obstante el prototipo final ha sido realizado en Matlab, por motivos que serán detallados más adelante. Una vez escogido el algoritmo (Image Registration Using Log-Polar Mappings for Recovery of Large-Scale Similarity and Projective Transformations) que más se ajusta a las restricciones del problema y que mejores resultados ofrece, se ha procedido a su implementación. Se ha observado que era demasiado complejo como primera aproximación y por tanto se ha buscado un algoritmo anterior (Image Registration For Perspective Deformation Recovery), de los mismos autores. Este artículo es la base en el que se apoya el que se pretende implementar, este hecho hace que compartan la tecnología subyacente pero con menor número de optimizaciones y por tanto resulta más fácil su implementación e interpretación. Se ha implementado dicho algoritmo, obteniendo resultados no satisfactorios. Esto ha hecho necesario realizar una revisión en profundidad del funcionamiento del método y de los aspectos técnicos de su implementación. Siendo también necesario rehacer el análisis matemático planteado por los autores para buscar alguna errata en su publicación u omisión de algún paso que provocase el funcionamiento incorrecto. Con el fin de validar que la implementación realizada fuera correcta se ha realizado una implementación alternativa en Matlab con idéntico resultado. Desde este momento se ha continuado trabajando con el prototipo de Matlab y se han explorado múltiples opciones para intentar solucionar el problema, delegando en funciones de matlab, transformando el problema en el inverso, realizando el cálculo numérico de las derivadas y otras muchas variantes hasta llegar a una solución que aportase un resultado aceptable.

Palabra(s) clave (del autor): alineamiento geométrico ; sig ; georreferenciación

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera