[發明專利]基于雙光相機不同焦距變換參數的多源圖像配準方法

在審

• 申請號: 202011375819.8
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112541932A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 曾操;邢航;劉洋;李力新;陶海紅;楊志偉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學昆山創新研究院
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/33
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明實施例提供的一種基于雙光相機不同焦距變換參數的多源圖像配準方法，通過建立不同焦距的變換矩陣參數庫，對多源圖像進行角點檢測，獲得第一特征點集合以及第二特征點集合，利用第一特征點集合以及第二特征點集合，對光學圖像和紅外圖像進行初步匹配，得到匹配的特征點對集合，進一步對集合剔除誤匹配的特征點，得到待優化的特征點集合；利用距離信息和位置信息對待優化的特征點集合進行約束優化，確定最優匹配的特征點對集合；對最優匹配的特征點對集合進行迭代擬合，確定最優配準參數模型；利用最優配準參數模型，對紅外圖像以及光學圖像進行配準，得到配準圖像。相比于現有技術，可以在配準精度達到亞像素級的同時，提升配準效率。

技術領域

本發明屬于多源圖像配準技術領域，尤其涉及一種基于雙光相機不同焦距變換參數的多源圖像配準方法。

背景技術

自動化圖像配準方法一般屬于參數尋優型圖像配準方法，其主要思想是，設定初始變換參數，對待配準圖像利用初始變換參數進行配準得到初步結果，再通過相似性度量判定結果是否滿足要求，如果不滿足，通過迭代尋優的方法找出最優的變換模型參數，實現圖像配準。傳統的人工參與的多源圖像配準方法配準速度普遍在1分鐘左右，自動化圖像配準方法從圖像配準的數學定義出發，直接用最優化理論通過搜索策略和迭代尋優的方式實現自動化配準，減少人工參與過程，降低資金投入。

但是由于多源圖像之間的成像機理迥異，造成兩種圖像之間的相關性較小，導致多源圖像難以實時配準。現有的自動化多源圖像配準方法在平衡多源圖像配準精度和配準速度時難以把握。另外，傳統的利用搜索策略尋找最優參數需要進行多次迭代，耗費大量的時間，而且還會出現局部收斂的情況。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于雙光相機不同焦距變換參數的多源圖像配準方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供的一種基于雙光相機不同焦距變換參數的多源圖像配準方法包括：

步驟1：根據應用場景所需求的亞像素級配準精度以及雙光相機量化焦距步長內近似不變性特征，將焦距區間劃分成N個子區間，建立雙光相機不同焦距的變換矩陣參數庫；

步驟2：獲取多源圖像以及拍攝該多源圖像時的焦距，所述多源圖像包括：光學圖像和紅外圖像；

步驟3：使用Harris角點檢測算法，對所述多源圖像進行角點檢測，獲得光學圖像的第一特征點集合以及紅外圖像的第二特征點集合；

步驟4：利用第一特征點集合以及第二特征點集合，對光學圖像和紅外圖像進行初步匹配，得到匹配的特征點對集合；

步驟5：在所述變換矩陣參數庫中，確定所述焦距所在區間的目標變換矩陣參數；

步驟6：使用所述目標變換矩陣參數在所述匹配的特征點對集合中剔除誤匹配的特征點，得到待優化的特征點集合；

步驟7：利用距離信息和位置信息對所述待優化的特征點集合進行約束優化，確定最優匹配的特征點對集合；

步驟8：采用隨機抽樣一致性算法，對最優匹配的特征點對集合進行迭代擬合，確定最優配準參數模型；

步驟9：利用所述最優配準參數模型，對紅外圖像以及光學圖像進行配準，得到配準圖像。

可選的，所述根據應用場景所需求的亞像素級配準精度以及雙光相機量化焦距步長內近似不變性特征，將焦距區間劃分成N個子區間包括：

根據應用場景所需求的亞像素級配準精度以及雙光相機量化焦距步長內近似不變性特征，將預設的馬達步數的焦距設置為1個子區間，將焦距區間劃分為N個子區間。

可選的，所述建立雙光相機不同焦距的變換矩陣參數庫包括：

將每個子區間的子矩陣按序拼接為變換矩陣；