[發(fā)明專利]一種航空偏振多光譜圖像配準(zhǔn)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010221815.4
• 申請(qǐng)日: 2010-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN101922930A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙永強(qiáng);程詠梅;吳艷茹;莊東風(fēng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C11/04
• 分類號(hào): G01C11/04
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航空偏振多光譜圖像配準(zhǔn)方法，涉及航空遙感技術(shù)領(lǐng)域，是圖像拼接、景象匹配的基礎(chǔ)。

背景技術(shù)

多光譜圖像在農(nóng)、林、地質(zhì)、采礦、環(huán)保等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，而且在軍事領(lǐng)域中揭露偽裝、增強(qiáng)目標(biāo)的識(shí)別、發(fā)現(xiàn)新目標(biāo)等方面也有廣泛的用途。多光譜圖像中加入了多個(gè)波段間的光譜信息，因而具有單波段圖像無可比擬的優(yōu)勢。偏振圖像能夠提供更多區(qū)分目標(biāo)的特征信息，不同性質(zhì)的目標(biāo)之間偏振特性差異較大，能夠探測目標(biāo)本身所具有的較為穩(wěn)定的特性。

偏振多光譜圖像由安裝在航空設(shè)備上的相機(jī)在不同波段與不同偏振狀態(tài)組合條件下獲得，為了實(shí)現(xiàn)偏振多光譜條件下的成像，需要在設(shè)備上不斷切換濾光片與偏振片的組合。從而對(duì)于同一拍攝區(qū)域，由于相機(jī)的運(yùn)動(dòng)使得圖像產(chǎn)生平移、旋轉(zhuǎn)、尺度和視角變化。只有將圖像配準(zhǔn)到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下，才能用于目標(biāo)檢測、目標(biāo)跟蹤等。

圖像配準(zhǔn)是多種圖像處理及應(yīng)用的基礎(chǔ)，基本任務(wù)之一是將不同時(shí)間、不同傳感器、不同視角及不同拍攝條件下獲取的兩幅或多幅圖像進(jìn)行幾何匹配，目的是使同一坐標(biāo)下的像素對(duì)應(yīng)同一場景點(diǎn)。在配準(zhǔn)過程中，通常以其中的一幅圖像作為參考圖像，其它圖像相對(duì)于參考圖像進(jìn)行匹配，稱為測量圖像。圖像配準(zhǔn)是許多應(yīng)用問題的必要預(yù)處理步驟，如對(duì)不同傳感器獲得的圖像進(jìn)行融合、全景圖像拼接、計(jì)算機(jī)視覺、醫(yī)學(xué)診斷與輔助治療等。

從已發(fā)表的文獻(xiàn)和專利來看，現(xiàn)有的圖像配準(zhǔn)方法都是基于圖像內(nèi)容的配準(zhǔn)方法，需要逐像素點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，存在計(jì)算量大的缺點(diǎn)，實(shí)時(shí)性較差。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種航空偏振多光譜圖像配準(zhǔn)方法，通過研究航空偏振多光譜圖像的成像原理實(shí)現(xiàn)圖像配準(zhǔn)，不需要逐像素點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，大大降低計(jì)算量。

技術(shù)方案

一種航空偏振多光譜圖像配準(zhǔn)方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：從采集的原始偏振多光譜航空遙感圖像I_i(i＝1，…，n)中選擇一幅為參考圖像I_j，其中j為1，...，n中的任意一個(gè)數(shù)字，除I_j之外的I_i(i＝1，...，n且i≠j)為測量圖像；

步驟2：根據(jù)小孔成像幾何模型計(jì)算測量圖像的成像光心在測量圖像的成像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(X_T，Y_T，Z_T)，計(jì)算參考圖像的成像光心在參考圖像的成像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(X′_T，Y′_T，Z′_T)；所述成像坐標(biāo)系為：原點(diǎn)O在相機(jī)對(duì)地平面的垂直投影點(diǎn)，相機(jī)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閅軸方向，原點(diǎn)與相機(jī)所在點(diǎn)連線為Z軸，右手直角坐標(biāo)系OXYZ；

步驟3：根據(jù)相機(jī)運(yùn)動(dòng)成像幾何模型旋轉(zhuǎn)矩陣和相對(duì)位移矩陣計(jì)算測量圖像的成像坐標(biāo)系到參考圖像的成像坐標(biāo)系的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移向量(p，q，r)^T；

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