一種多光譜影像匹配方法和系統的製作方法

2023-05-22 00:30:36

一種多光譜影像匹配方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種多光譜影像匹配方法，該方法包括：S1.將待配準的兩幅多光譜影像分別經向下採樣生成兩組對應的n層金字塔影像，其中，每組金字塔影像的頂層金字塔影像序號為1，底層金字塔影像為原始影像，序號為n；S2.計算兩組金字塔頂層影像間的變換參數；S3.依次計算兩組金字塔第二層至第n層影像間的變換參數及姿態參數；S4.根據兩組金字塔第n層影像間的變換參數，確定待配準的兩幅多光譜影像上特徵點的對應關係。本發明能夠實現多光譜影像的快速準確匹配。
【專利說明】一種多光譜影像匹配方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及計算機【技術領域】，具體涉及一種多光譜影像匹配方法和系統。
【背景技術】
[0002]利用推掃方式大面陣多通道濾光片型多光譜相機可以獲取同一目標區不同波段的影像。相機獲取的影像序列中，同一地物會在連續的多張影像上出現，且不同影像表示的是同一地物不同波段的影像。為了最終生成多光譜影像，需要進行影像配準，也就是建立兩張影像間的幾何關係。
[0003]兩張影像間的關係可以利用投影變換模型進行標示，如圖1所示，P為空間物點，它在相鄰兩張影像的像點分別為al及a2 (同名點)，其坐標分別為(x，y)及(u，V)。因此，兩張影像的幾何關係可以表示為
【權利要求】
1.一種多光譜影像匹配方法，其特徵在於，該方法包括: S1.將待配準的兩幅多光譜影像分別經向下採樣生成兩組對應的η層金字塔影像，其中，每組金字塔影像的頂層金字塔影像序號為1，底層金字塔影像為原始影像，序號為η ； S2.計算兩組金字塔頂層影像間的變換參數； S3.依次計算兩組金字塔第二層至第η層影像間的變換參數及姿態參數； S4.根據兩組金字塔第η層影像間的變換參數，確定待配準的兩幅多光譜影像上特徵點的對應關係。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟S2包括: S21.利用基於特徵的匹配算法對兩組金字塔頂層影像進行匹配，得到第一組金字塔頂層影像上特徵點和第二組金字塔頂層影像上特徵點的對應關係； S22.根據兩組金字塔頂層影像上特徵點的對應關係，利用公式
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟S3包括: S31.根據兩組金字塔頂層影像上特徵點的對應關係，利用獨立相對定向模型泰勒級數展開公式:
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述步驟S4包括: 兩組金字塔第η層影像間的變換參數a11，bn，cn, dn，en, fn，gn，hn即為待配準的兩幅多光譜影像間的變換參數，因此利用公式
5.一種多光譜影像匹配系統，其特徵在於，該系統包括:金字塔影像生成模塊，用於將待配準的兩幅多光譜影像分別經向下採樣生成兩組對應的η層金字塔影像，其中，每組金字塔影像的頂層金字塔影像序號為1，底層金字塔影像為原始影像，序號為η; 金字塔頂層影像變換參數確定模塊，用於計算兩組金字塔頂層影像間的變換參數； 金字塔底層影像變換參數確定模塊，用於依次計算兩組金字塔第二層至第η層影像間的變換參數； 特徵點匹配關係確定模塊，用於根據兩組金字塔第η層影像間的變換參數，確定待配準的兩幅多光譜影像上特徵點的對應關係。
6.根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述金字塔頂層影像變換參數確定模塊包括: 頂層影像特徵點對應關係確定單元，用於利用基於特徵的匹配算法對兩組金字塔頂層影像進行匹配，得到第一組金字塔頂層影像上特徵點和第二組金字塔頂層影像上特徵點的對應關係； 頂層影像變換參數確定單元，用於根據兩組金字塔頂層影像上特徵點的對應關係，利用公式
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述金字塔底層影像變換參數確定模塊包括: 頂層影像姿態參數確定單元，用於根據兩組金字塔頂層影像上特徵點的對應關係，利用公式
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述第二層至第η層影像變換參數確定單元包括: 循環控制子單元，用於初始化i值和控制i值的增長，當i值超過η時，停止繼續執行其他子單元並輸出第i層影像最終變換參數計算子單元計算出的第η層影像變換參數； 第i層影像初始變換參數計算子單元，用於按照下面的方式計算兩組金字塔第i層影像間的初始變換參數:
a1 = a1-1, b1 = b1-1，c1 = m.c1-1，d1 = d1-1，e1 = e1-1，f1 = m.f1_1, g1 = g1-1，h1 = h1-1，其中m為金字塔影像向下採樣的倍數；第i層影像初始姿態參數計算子單元，用於按照下面的方式估計兩組金字塔第i層影像的 5 個初始姿態參數:= ^r1，K = K1，φ\ = (621，ω[ = oi；x , 4 = ；特徵點提取子單元，用於利用特徵點提取算法提取兩組金字塔第i層影像重疊區域的特徵點並將特徵點分為上面所述6個標準區域,每一個標準區域對應一個所述姿態參數；第i層影像最終變換參數計算子單元，用於對於第i層影像的第一標準區域，以對應的初始姿態參數#為中心，確定姿態參數的取值範圍[4 4 +『]，以IP為間隔，將姿態參數的取值範圍分為多個區間，同時建立一個元素個數與所分區間個數相等的統計數組Sta，該數組Sta第i個元素對應的區間為i，EHJ -" + (/-1) X Iti % - r + / X Iti)； 對於第一標準區域中的某個點，如點利用當前層的初始變換參數aSbScSdSe1, f1, g1, h1 和公式
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述特徵點匹配關係確定模塊用於將兩組金字塔第η層影像間的變換參數a11，bn，cn, dn，en, fn, gn，hn作為待配準的兩幅多光譜影像間的變換參數，利用公式
【文檔編號】G06K9/64GK103886338SQ201410050549
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月13日 優先權日:2014年2月13日
【發明者】張桂峰, 相裡斌, 易俐娜, 張金剛, 呂群波, 明星, 黃旻 申請人:中國科學院光電研究院