[發明專利]一種基于邊緣提取和互相關的紅外多譜段圖像配準方法

在審

• 申請號: 201811525566.0
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109801315A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 劉曉波;尹彤
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: G06T7/32
• 分類號: G06T7/32;G06T7/33;G06T7/13;G06T5/50
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

1.一種基于邊緣提取和互相關的紅外多譜段圖像配準方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：利用canny邊緣提取算子提取待配準圖像和基準圖像的邊緣特征點；

步驟2：利用互相關法對由canny算子提取出的邊緣特征點集，按照規格格網，分別尋找格網內部相關系數的峰值，找出待配準圖像上可能的同名點作為候選匹配點集；

步驟3：采用RANSAC隨機采樣法進行誤匹配點的剔除；

步驟4：利用匹配點對待匹配圖像進行三次多項式擬合變換，得到配準后的圖像，統計配準擬合的殘差作為配準精度。

2.如權利要求1所述的基于邊緣提取和互相關的紅外多譜段圖像配準方法，其特征在于，所述步驟1中，利用canny邊緣提取算子進行邊緣提取的過程為：首先利用高斯濾波器對待配準圖像和基準圖像進行平滑濾波；然后計算兩幅圖像的梯度幅值圖像和角度圖像，并對兩幅梯度幅值圖像應用非最大抑制；最后用雙閾值處理和連接分析來檢測并連接邊緣。

3.如權利要求2所述的基于邊緣提取和互相關的紅外多譜段圖像配準方法，其特征在于，所述步驟2中，對待配準圖像和基準圖像進行邊界擴展，對擴展后的待配準圖像和基準圖像進行格網分割，格網交點作為互相關計算的中心點；最后，以待配準圖像的格網交點為中心，以其鄰域作為互相關計算圖像模版，與基準圖像相對應的中心點鄰域進行多組圖像的互相關計算，取互相關計算結果的極大值，此時對應位置的中心處即為與待配準圖像相應格網中心點的同名匹配點。

4.如權利要求3所述的基于邊緣提取和互相關的紅外多譜段圖像配準方法，其特征在于，所述步驟2中，對待配準圖像和基準圖像采用鏡像擴展方式進行邊界擴展。

5.如權利要求4所述的基于邊緣提取和互相關的紅外多譜段圖像配準方法，其特征在于，所述步驟2中，互相關計算采用公式(1)進行：

f、t分別表示待配準圖像和基準圖像對應位置的灰度值，M、N為圖像行數、列數，i、j為圖像像素位置，u、v表示待配準圖像和基準圖像的相對位置關系。

6.如權利要求5所述的基于邊緣提取和互相關的紅外多譜段圖像配準方法，其特征在于，所述步驟3中，采用RANSAC隨機采樣法進行誤匹配點的剔除時，首先剔除互相關計算值小于設定閾值的點，接下來基于大多數匹配點正確的假設，采用迭代擬合法進一步剔除誤匹配點；迭代時，利用剩余匹配點的坐標進行三次多項式擬合參數的計算，根據三次多項式擬合方程得到擬合坐標值，而后計算擬合坐標值與其對應的匹配點坐標值之差，統計所有差值的標準差，對于擬合值與觀測值之差大于標準差一定倍數的匹配點，予以剔除。

7.如權利要求6所述的基于邊緣提取和互相關的紅外多譜段圖像配準方法，其特征在于，所述步驟4中，利用匹配點對待匹配圖像進行三次多項式擬合變換所采用的擬合公式為：

其中，a_t、b_t，t＝1，2，3……，10，為三次多項式擬合的系數。