[發(fā)明專利]一種高精度合成孔徑雷達(dá)圖像自動(dòng)配準(zhǔn)方法及設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310054922.6
• 申請(qǐng)日: 2013-02-20
• 公開（公告）號(hào): CN103325105A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李興林;宋紅軍;王宇;邵云峰;陳潤(rùn)璞;柳罡;許麗穎;袁志輝;李泓宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11270
• 代理人: 張穎玲;王黎延

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像配準(zhǔn)技術(shù)，尤其涉及一種高精度合成孔徑雷達(dá)（SAR，Synthetic?Aperture?Radar）圖像自動(dòng)配準(zhǔn)方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

在遙感圖像集成分析中，圖像配準(zhǔn)是遙感數(shù)據(jù)分析和處理的基礎(chǔ)，是圖像融合、動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)、三維地形重建、遙感圖像鑲嵌等應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來(lái)，遙感圖像自動(dòng)配準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展迅速，但有關(guān)SAR圖像自動(dòng)配準(zhǔn)的研究卻處于起步階段。

SAR圖像配準(zhǔn)是將不同時(shí)期、不同視點(diǎn)、或者不同傳感器獲得的同一地域、或者同一物體的圖像進(jìn)行疊加的過(guò)程，它的主要目的是消除或者減少待配準(zhǔn)的SAR圖像之間由于成像條件不同所引起的畸變，從而使待配準(zhǔn)的SAR圖像之間在灰度和幾何結(jié)構(gòu)上達(dá)到一致。

目前，已有一些有關(guān)SAR圖像的自動(dòng)配準(zhǔn)算法相繼被提出，如基于相關(guān)峰值的SAR圖像配準(zhǔn)算法和基于特征點(diǎn)的SAR圖像配準(zhǔn)算法。但是，這些配準(zhǔn)方法的問(wèn)題在于：要獲得的高精度的圖像配準(zhǔn)信息時(shí)計(jì)算量會(huì)急劇增大.，如何以較低的運(yùn)算量實(shí)現(xiàn)高精度的亞像素級(jí)的配準(zhǔn)是目前亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種高精度SAR圖像自動(dòng)配準(zhǔn)方法及設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)亞像素級(jí)的圖像配準(zhǔn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種SAR圖像自動(dòng)配準(zhǔn)方法，該方法包括：

根據(jù)主圖像和副圖像的信號(hào)獲取主圖像和副圖像之間的像素級(jí)平移參量；

根據(jù)像素級(jí)平移參量對(duì)主圖像進(jìn)行平移，得到平移主圖像；根據(jù)所述平移主圖像和副圖像的信號(hào)獲取平移主圖像和副圖像的歸一化相位相關(guān)矩陣；

獲取歸一化相位相關(guān)矩陣的穩(wěn)定相位，并將所述穩(wěn)定相位分別沿像素的行向和列項(xiàng)求平均，得到列向量V₁和行向量V₂；

通過(guò)對(duì)所述列向量V₁和行向量V₂采用最小二乘法、或偽奇異值分解（SVD，Singular?Value?Decomposition）方法，獲取平移主圖像和副圖像之間的亞像素級(jí)平移參量；根據(jù)亞像素級(jí)平移參量對(duì)副圖像進(jìn)行平移。

上述方案中，獲取主圖像和副圖像之間的像素級(jí)平移參量之前，該方法還包括：對(duì)主圖像和副圖像分別進(jìn)行濾波；

獲取平移主圖像和副圖像之間的亞像素級(jí)平移參量之前，該方法還包括：對(duì)列向量V₁和行向量V₂分別進(jìn)行濾波。

上述方案中，所述獲取主圖像和副圖像之間的像素級(jí)平移參量包括：對(duì)主圖像和副圖像的信號(hào)分別進(jìn)行傅里葉變換；根據(jù)傅里葉變換結(jié)果獲取主圖像和副圖像的歸一化相位相關(guān)矩陣；對(duì)歸一化相位相關(guān)矩陣進(jìn)行傅里葉反變換；獲取傅里葉反變換結(jié)果的峰值位置，所述峰值位置即為像素級(jí)平移參量。

上述方案中，所述根據(jù)平移主圖像和副圖像的信號(hào)獲取平移主圖像和副圖像的歸一化相位相關(guān)矩陣包括：對(duì)平移主圖像和副圖像的信號(hào)分別進(jìn)行傅里葉變換；根據(jù)傅里葉變換結(jié)果獲取平移主圖像和副圖像的歸一化相位相關(guān)矩陣。

上述方案中，對(duì)所述列向量V₁采用偽SVD方法具體為：構(gòu)造一個(gè)二維矩陣S₁，所述二維矩陣中的每一列均為列向量V₁；采用SVD方法獲取所述二維矩陣S₁沿列方向的斜率d₁；亞像素級(jí)平移參量的橫坐標(biāo)為d₁W/2π；其中，W為二維矩陣S₁的列數(shù)；

對(duì)所述行向量V₂采用偽SVD方法具體為：構(gòu)造一個(gè)二維矩陣S₂，所述二維矩陣中的每一行均為行向量V₂；采用SVD方法獲取所述二維矩陣S₂沿行方向的斜率d₂；亞像素級(jí)平移參量的縱坐標(biāo)為d₂L/2π；其中，L為二維矩陣S₂的行數(shù)。

本發(fā)明提供了一種高精度SAR圖像自動(dòng)配準(zhǔn)設(shè)備，該設(shè)備包括：像素級(jí)平移模塊、亞像素級(jí)平移模塊；其中，

所述像素級(jí)平移模塊，用于根據(jù)主圖像和副圖像的信號(hào)獲取主圖像和副圖像之間的像素級(jí)平移參量；根據(jù)像素級(jí)平移參量對(duì)主圖像進(jìn)行平移，得到平移主圖像；