[發明專利]多光譜相機的多通道圖像匹配方法及裝置

在審

• 申請號: 202011373528.5
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112419379A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 陳立平;夏浪;張瑞瑞;李龍龍;徐旻
• 申請（專利權）人: 北京農業智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/73
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郭亮

1.一種多光譜相機的多通道圖像匹配方法，其特征在于，包括：

獲取預設組數的多通道圖像，提取每張圖像的特征點，對所有多通道圖像的特征點進行匹配，得到基準通道分別與其它通道的同名點；

以其他通道同名點的圖像坐標和鏡頭焦距作為轉換前坐標參數，基準通道的特征點圖像坐標和鏡頭焦距作為轉換后坐標參數，根據相機成像差異和傳感器位置偏移，分別確定坐標轉換關系中的坐標轉換參數；

將所有拍攝的多通道圖像中的其他通道，根據所述坐標轉換參數轉換到基準通道，并進行疊加得到拍攝的匹配圖像。

2.根據權利要求1所述的多光譜相機的多通道圖像匹配方法，其特征在于，所述基準通道為近紅外通道，所述其他通道為紅邊、藍、綠和紅光通道。

3.根據權利要求1所述的多光譜相機的多通道圖像匹配方法，其特征在于，所述相機成像差異的坐標轉換參數，包括其他通道同名點轉換到空間坐標的旋轉矩陣、空間坐標轉換到基準通道的旋轉矩陣；

所述傳感器位置偏移的坐標轉換參數，包括基準通道與其他通道圖像在空間的距離，以及空間坐標轉換到基準通道的旋轉矩陣。

4.根據權利要求3所述的多光譜相機的多通道圖像匹配方法，其特征在于，根據相機成像差異和傳感器位置偏移，分別確定坐標轉換關系中的坐標轉換參數，包括根據下式確定：

其中，x_s、y_s和f_s分別為基準通道對應的特征點在圖像上的行、列號和鏡頭焦距，x_t、y_t和f_t分別為其他通道圖像中同名點在圖像上行、列號和鏡頭焦距；坐標轉換參數中，α、β分別為校正系數，C_x、C_y和C_z為基準圖像與其他通道圖像在X、Y、Y空間上的距離，R_s分別為空間坐標轉換到基準通道的旋轉矩陣、其他通道同名點轉換到空間坐標的旋轉矩陣。

5.根據權利要求4所述的多光譜相機的多通道圖像匹配方法，其特征在于：

相應地，坐標轉換參數包括ω、κ，C_x、C_y、C_z、α、β；

其中，ω_t、κ_t和ω_s、κ_s分別為和R_s的飛行航向傾角、旁向傾角、傳感器旋轉角。

6.根據權利要求1所述的多光譜相機的多通道圖像匹配方法，其特征在于，所述獲取預設組數的多通道圖像，包括：

在一次無人機作業獲取的n次拍攝中，隨機選擇m次拍攝獲取的圖像，作為預設組數m的多通道圖像；

其中，m大于30％*n。

7.根據權利要求5所述的多光譜相機的多通道圖像匹配方法，其特征在于，所述確定坐標轉換關系中的坐標轉換參數，包括：

確定給定參數X情況下實測值Y的釋然函數：

根據釋然函數，確定參數的后驗分布P(X|Y)；

取后驗分布的均值作為參數的估計值；

其中，n表示估計次數，f(X)為估計值，y_i為第i個真實值。

8.一種多光譜相機的多通道圖像匹配裝置，其特征在于，包括：

特征提取模塊，用于獲取預設組數的多通道圖像，提取每張圖像的特征點，對所有多通道圖像的特征點進行匹配，得到基準通道分別與其它通道的同名點；

參數估計模塊，用于以其他通道同名點的圖像坐標和鏡頭焦距作為轉換前坐標參數，基準通道的特征點圖像坐標和鏡頭焦距作為轉換后坐標參數，確定坐標轉換關系中的坐標轉換參數；

圖像匹配模塊，用于將所有拍攝的多通道圖像中的其他通道，根據所述坐標轉換參數轉換到基準通道，并進行疊加得到拍攝的匹配圖像。