[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

本發明公開了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。本發明配準后的多光譜圖像合成的彩色圖像邊界清晰，沒有色差，可有效應用于遙感圖像解譯。

技術領域

本發明屬于航空遙感圖像處理領域，涉及一種基于邊緣提取和互相關的紅外多譜段圖像配準方法。

背景技術

高分辨率紅外多光譜遙感圖像數據具有紅外譜段成像獨特性和唯一性，不同譜段紅外圖像對同一地物具有不同或者相差較大的灰度響應。對紅外多光譜掃描儀多譜段圖像進行波段配準，是使掃描儀成像圖像實現工程應用的前提。通過對紅外譜段圖像數據進行配準，能夠根據實際生產需要有選擇的進行彩色合成，不同組合增強現實不同類型的地物信息以及待識別、解譯的地理要素信息，進而在此基礎上進行目視解譯、目標分類、溫度反演等應用級別遙感專題圖像的制作，實現紅外多光譜圖像的實際工程應用。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是：提供一種基于邊緣提取和互相關的紅外多譜段圖像配準方法，實現紅外譜段圖像配準。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供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。

其中，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。

其中，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。

其中，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。

其中，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。