[發明專利]一種基于四叉樹分割的InSAR快速圖像配準方法

有效

• 申請號: 201710932777.5
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107610161B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 韋順軍;張曉玲;唐欣欣;蒲黎明;師君
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T7/30
• 分類號: G06T7/30;G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 曾磊

1.一種基于四叉樹分割的InSAR快速圖像配準方法，其特征是它包括以下幾個步驟：

步驟1、對InSAR主副復圖像進行整體粗配準：

將待配準的InSAR主復圖像記為I_M，將待配準的InSAR副復圖像記為I_S；采用標準FFT最大相關系數配準方法對InSAR主副復圖像I_M和I_S進行像素級的整體粗配準，得到整體粗配準后的InSAR主副復圖像，分別記為和

步驟2、對InSAR主副復圖像進行整體粗分割：

將步驟1得到的粗配準后InSAR主副復圖像和均勻劃分為9個子塊圖像，得到9個子塊均勻劃分后的第l個InSAR主副子塊復圖像，分別記為和l＝1,2,…,9，其中l為自然數，l表示復圖像和均勻劃分為9個子塊圖像后的第l個子塊，和分別表示為9個子塊均勻劃分后的第1個InSAR主副子塊復圖像，和分別表示為9個子塊均勻劃分后的第9個InSAR主副子塊復圖像；

采用標準FFT最大相關系數配準方法對第1個InSAR主副子塊復圖像和進行0.1像素級的整體精配準，得到復圖像和間的行偏移量記為β_x，得到復圖像和間的列偏移量記為β_y；

采用標準FFT最大相關系數配準方法對第9個InSAR主副子塊復圖像和進行0.1像素級的整體精配準，得到復圖像和間的行偏移量記為δ_x，得到復圖像和間的列偏移量記為δ_y；

采用公式計算得到InSAR主副復圖像和粗分割的行分割數，記為M₀，其中表示上取整運算，|·|表示絕對值運算；

采用公式計算得到InSAR主副復圖像和粗分割的列分割數，記為N₀，其中表示上取整運算，|·|表示絕對值運算；

將步驟1得到的粗配準后InSAR主副復圖像和均勻劃分為M₀×N₀個子塊圖像，得到M₀×N₀個子塊均勻劃分后第i行和第j列的InSAR主副子塊復圖像分別記為和i＝1,…M₀，j＝1,…N₀，其中表示圖像均勻劃分為M₀×N₀個子塊圖像后的第i行和第j列的子塊復圖像，表示圖像均勻劃分為M₀×N₀個子塊圖像后的第i行和第j列的子塊復圖像，i和j為自然數，i表示圖像和均勻劃分為M₀×N₀個子塊圖像后的第i個行子塊，j表示圖像和均勻劃分為M₀×N₀個子塊圖像后的第j個行子塊；

步驟3、初始化InSAR主副復圖像四叉樹分割亞像素配準的參數：

初始化InSAR主副復圖像四叉樹分割亞像素配準的參數，包括：最小分割圖像的行數，記為S₁；最小分割圖像的列數，記為S₂；圖像相關系數變化的閾值，記為T_ρ；

步驟4、對粗分割的InSAR主副復圖像進行四叉樹分割亞像素配準：

將步驟2得到的M₀×N₀個子塊均勻劃分后InSAR主副子塊復圖像和i＝1,…M₀，j＝1,…N₀，作為待分割配準的InSAR主副復圖像，采用步驟4.1到步驟4.4的圖像四叉樹分割亞像素配準方法進行亞像素配準，得到圖像四叉樹分割亞像素配準后的InSAR主副子塊復圖像分別記為和i＝1,…M₀，j＝1,…N₀；圖像四叉樹分割亞像素配準方法的具體流程：步驟4.1到步驟4.4：

步驟4.1、對待分割配準的InSAR主副復圖像進行整體亞像素精配準：

將待分割配準的InSAR主副復圖像，分別記為B_M和B_S；采用標準FFT最大相關系數配準方法對復圖像B_M和B_S進行0.1像素級的整體亞像素精配準，得到整體亞像素精配準后的InSAR主副復圖像，分別記為和采用標準復圖像相關系數計算公式，計算得到復圖像和的平均相關系數，記為ρ₀；

步驟4.2、對精配準后InSAR主副復圖像進行四叉樹分割：

將步驟4.1得到的整體亞像素精配準后InSAR主副復圖像和均勻劃分為4個子塊圖像，得到復圖像均勻劃分為4個子塊圖像后的第1個子塊至第4個子塊復圖像分別記為和得到復圖像均勻劃分為4個子塊圖像后的第1個子塊至第4個子塊復圖像分別記為和

步驟4.3、對四叉樹分割后InSAR主副子塊復圖像進行整體亞像素配準：

對步驟4.2得到的第1個主副子塊復圖像和采用標準FFT最大相關系數配準方法對復圖像和進行0.1像素級的整體亞像素精配準，得到整體亞像素精配準后的InSAR主副子塊復圖像，分別記為和采用標準復圖像相關系數計算公式，計算得到復圖像和的平均相關系數，記為ρ1；

對步驟4.2得到的第2個主副子塊復圖像和采用標準FFT最大相關系數配準方法對復圖像和進行0.1像素級的整體亞像素精配準，得到整體亞像素精配準后的InSAR主副子塊復圖像，分別記為和采用標準復圖像相關系數計算公式，計算得到復圖像和的平均相關系數，記為ρ₂；

對步驟4.2得到的第3個主副子塊復圖像和采用標準FFT最大相關系數配準方法對復圖像和進行0.1像素級的整體亞像素精配準，得到整體亞像素精配準后的InSAR主副子塊復圖像，分別記為和采用標準復圖像相關系數計算公式，計算得到復圖像和的平均相關系數，記為ρ₃；

對步驟4.2得到的第4個主副子塊復圖像和采用標準FFT最大相關系數配準方法對復圖像和進行0.1像素級的整體亞像素精配準，得到整體亞像素精配準后的InSAR主副子塊復圖像，分別記為和采用標準復圖像相關系數計算公式，計算得到復圖像和的平均相關系數，記為ρ₄；

步驟4.4、對每一個主副子塊復圖像的四叉樹分割亞像素配準進行判定：

對步驟4.3精配準后得到的第1個主副子塊復圖像和進行判定，

如果相關系數滿足|ρ₁-ρ₀|＞T_ρ且復圖像和的行數和列數分別大于S₁和S₂，則將復圖像和分別賦值與步驟4.1的待分割配準InSAR主副復圖像B_M和B_S，然后重新執行步驟4.1到步驟4.4；

如果相關系數滿足|ρ₁-ρ₀|≤T_ρ或復圖像和的行數和列數分別小于S₁和S₂，復圖像和即為InSAR主副復圖像和四等分分割后第1個子塊的最終復圖像精配準結果；其中ρ₀為步驟4.1中得到的復圖像和的平均相關系數，ρ₁為步驟4.3中得到的復圖像和的平均相關系數，S₁和S₂為步驟3中初始化得到的最小分割圖像的行數和列數，T_ρ為步驟3中初始化得到的圖像相關系數變化的閾值；

對步驟4.3精配準后得到的第2個主副子塊復圖像和進行判定，

如果相關系數滿足|ρ₂-ρ₀|＞T_ρ且復圖像和的行數和列數分別大于S₁和S₂，則將復圖像和分別賦值與步驟4.1的待分割配準InSAR主副復圖像B_M和B_S，然后重新執行步驟4.1到步驟4.4；

如果相關系數滿足|ρ₂-ρ₀|≤T_ρ或復圖像和的行數和列數分別小于S₁和S₂，復圖像和即為InSAR主副復圖像和四等分分割后第2個子塊的最終復圖像精配準結果；其中，ρ₂為步驟4.3中得到的復圖像和的平均相關系數；

對步驟4.3精配準后得到的第3個主副子塊復圖像和進行判定，

如果相關系數滿足|ρ₃-ρ₀|＞T_ρ且復圖像和的行數和列數分別大于S₁和S₂，則將復圖像和分別賦值與步驟4.1的待分割配準InSAR主副復圖像B_M和B_S，然后重新執行步驟4.1到步驟4.4；

如果相關系數滿足|ρ₃-ρ₀|≤T_ρ或復圖像和的行數和列數分別小于S₁和S₂，圖像和即為InSAR主副復圖像和四等分分割后第3個子塊的最終復圖像精配準結果；其中，ρ₃為步驟4.3中得到的復圖像和的平均相關系數；

對步驟4.3精配準后得到的第4個主副子塊復圖像和進行判定，

如果相關系數滿足|ρ₄-ρ₀|＞T_ρ且復圖像和的行數和列數分別大于S₁和S₂，則將復圖像和分別賦值與步驟4.1的待分割配準InSAR主副復圖像B_M和B_S，然后重新執行步驟4.1到步驟4.4；

如果相關系數滿足|ρ₄-ρ₀|≤T_ρ且復圖像和的行數和列數分別小于S₁和S₂，圖像和即為InSAR主副復圖像和四等分分割后第4個子塊的最終復圖像精配準結果；其中，ρ₄為步驟4.3中得到的復圖像和的平均相關系數；

步驟5、對四叉樹分割亞像素配準后得到的所有子塊復圖像進行合并：

對步驟4中得到圖像四叉樹分割亞像素配準后的InSAR主副子塊復圖像和i＝1,…M₀，j＝1,…N₀，按照位置順序依次進行合并，得到InSAR主副復圖像I_M和I_S最終的亞像素精配準結果，分別記為Q_M和Q_S。