低秩矩阵辅助的无人机影像建筑物立面纹理自动修复

作     者：景慧莹 刘欣怡 张永军 任维成 王雷 姚永祥 郭延庆 JING Huiying;LIU Xinyi;ZHANG Yongjun;REN Weicheng;WANG Lei;YAO Yongxiang;GUO Yanqing

作者机构：武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 山东正元航空遥感技术有限公司山东济南250098 聊城市城乡规划设计研究院山东聊城252000 

出 版 物：《武汉大学学报(信息科学版)》 (Geomatics and Information Science of Wuhan University)

年 卷 期：2025年第50卷第1期

页      面：144-152页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 081602[工学-摄影测量与遥感] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(42201474 41871368) 

主　　题：建筑物立面纹理 自动修复 遮挡物提取 低秩矩阵 矩阵补全 非凸秩近似 

摘      要：无人机数据采集过程中,受飞行高度、扫描视场角的限制,数据中的建筑物立面纹理存在遮挡问题,进而导致数据缺失。当前大量待修复数据都是采用人工勾选方式进行修复,人力成本高,时间消耗大。因此,从建筑物立面纹理低秩性和遮挡区域稀疏性切入,将建筑物立面纹理修复问题化为低秩矩阵补全问题,提出了一种低秩矩阵重建辅助的建筑物立面纹理自动修复算法。首先,利用鲁棒主成分分析自动完成立面纹理稀疏遮挡区域粗提取;然后,结合遮挡区域的先验条件填充精化得到稀疏区域,作为矩阵补全的约束条件;最后,在矩阵补全模型的基础上,采用非凸秩近似函数截断Schatten-p范数替代核范数,同时又引入总变分算子来解决建筑物立面纹理遮挡区域修复问题。仿真实验和真实数据结果表明:在建筑物低秩纹理修复中,所提算法的分割效果不亚于人工标记,修复效果优于现有算法,能自动提取出待修复区域,实现了人力解放和修复效果的双提升。