[發明專利]基于J-散度的多源遙感影像自動配準方法

無效

• 申請號: 201210289272.9
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102938146A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 黎夏;許曉聰;劉小平;黃康寧;梁嘉詠
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明;邱奕才

技術領域

本發明涉及計算機視覺和遙感領域，具體涉及一種基于J-散度的多源遙感影像自動配準方法。

背景技術

隨著數字通信技術、航空攝影技術的迅猛發展，現代遙感技術已經能夠通過多手段、動態、準確地獲取地面觀測數據。現代傳感技術的顯著特點是多傳感器平臺、多分辨率、多光譜和多時相，這使得人們可以動態、快速、準確、及時地獲取不同空間分辨率、時間分辨率以及光譜分辨率的遙感影像。

不同遙感平臺搭載了不同的傳感器，常見的傳感器一般通過可見光、熱紅外、微波等波段成像。不同傳感器所獲取的遙感影像包含了地物光譜特性在不同波段、相干性等方面的信息，反映了地物不同方面的特征。為解決某一實際地理問題，通常需要對地表同一地區同一時間（或不同時間）內一系列影像的綜合利用，這就需要預先將不同的影像在灰度和空間上進行匹配。

遙感影像配準是將不同時間、不同傳感器或者在不同視角下獲取同一場景的兩幅或多幅影像進行空間上匹配的過程。在利用這些多源遙感影像進行數據融合、變化監測、目標識別、數據同化等處理分析之前，必須對這些多源影像進行配準，而配準的精度將直接影響到后續處理的效果。經過近二十年的發展，對于圖像配準問題，已形成一整套統一的處理框架和思路。但是由于不同傳感器成像機理不同，成像畸變復雜，同時不同影像又不可避免的受到各種隨機因子的干擾，多源遙感配準問題變得非常復雜。因此對于每一類具體的影像配準問題，都會有其特殊的分析和處理方法。在目前的實際應用中，較多還是采用人工選取控制點進行多項式配準，效率較低。

現有技術中已有的自動配準模型都無法很好的解決多源遙感影像的配準問題，如利用互信息作為相似度指數對遙感影像進行配準，互信息對遙感影像中噪聲較為敏感，以互信息作為相似度指數的多源遙感影像自動配準模型并不具有很強的魯棒性去，其在整個影像配準的過程中，并無法保證完全配準時的互信息取得全局的最大值，低重疊度時出現的高互信息容易出現影像誤配，特別是對于相干性差異明顯、高噪聲影像（如光學影像與雷達影像）配準時，這種現象更加明顯。此時只能通過限制優化算法的搜索空間，即只在完全配準對應的變換參數附近進行搜索、或者要求待配準影像與參考影像有較高的重疊區域，這大大限制了自動配準模型的應用。

發明內容

本發明解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種抗干擾能力強、更具魯棒性的基于J-散度的多源遙感影像自動配準方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種遙感影像自動配準方法，包括如下步驟：

利用空間變化模型對待配準影像進行空間變換；

計算變換后待配準影像和參考影像重疊部分的J-散度，其中計算得到的每一個J-散度相當于變換空間中一組空間變換參數對應的目標函數值；

將J-散度作為相似性指數，利用優化算法搜索并尋找最大相似度指數，根據最大相似度指數得到最優的空間變換參數；

利用最優空間變化參數將待配準影像映射到參考影像，實現完全配準。將J-散度作為遙感影像配準的相似性指數解決了互信息對噪聲和重疊度敏感的問題，擴大了相似性指數的可行搜索空間，提高了模型的魯棒性。

上述方案中，所述優化算法為改進的粒子群優化算法，所述方法的具體步驟是:

將每一個粒子對應一組空間變換參數；

在整個變換參數空間初始化粒子位置和初始化粒子速度；

初始化狀態下，計算待配準影像在每一組空間變換參數下與參考影像重疊部分的J-散度，并統計J-散度的全局最優；