[發(fā)明專利]高光譜衛(wèi)星影像全譜段配準方法及介質(zhì)

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• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112598717A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 顏軍;劉森;張強;吳佳奇;孟進軍;顏志宇;蔣曉華;潘申林
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海歐比特宇航科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T17/20
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭晨鳴

本發(fā)明涉及一種高光譜衛(wèi)星影像全譜段配準方法及介質(zhì)的技術(shù)方案，包括：對漸變式濾光片的高光譜衛(wèi)星影像的所有譜段進行線性拉伸以及邊窗濾波；對相鄰譜段進行特征點提取以及匹配，得到粗匹配點對；根據(jù)粗匹配點對建立相鄰譜段的粗仿射變換關(guān)系，得到精確匹配點對；根據(jù)精匹配點對構(gòu)建Delaunay三角網(wǎng)；基于Delaunay三角網(wǎng)，選擇一譜段作為基準普段，利用相鄰譜段的仿射變換關(guān)系傳遞策略完成全譜段的配準。本發(fā)明的有益效果為：實現(xiàn)高光譜衛(wèi)星影像全譜段的高精度配準。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機及高光譜遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及了一種高光譜衛(wèi)星影像全譜段配準方法及介質(zhì)。

背景技術(shù)

高光譜遙感技術(shù)具有光譜分辨率高、圖譜合一的獨特優(yōu)點，是用很窄且連續(xù)的光譜通道對地物進行持續(xù)遙感成像的技術(shù)，其光譜分辨率高達納米數(shù)量級，光譜通道數(shù)多達數(shù)十甚至數(shù)百個以上，而且各光譜通道間往往是連續(xù)的。高光譜遙感相對于傳統(tǒng)遙感，能獲得更多的光譜空間信息，已廣泛應用于環(huán)境保護監(jiān)測、海洋水質(zhì)監(jiān)測、林業(yè)資源監(jiān)測、智能水利建設、精準農(nóng)業(yè)服務、國土資源監(jiān)測等多個領(lǐng)域。

在遙感影像處理中，影像配準是數(shù)據(jù)鑲嵌、融合及進行后期應用的基礎(chǔ)。影像配準技術(shù)主要有：基于區(qū)域的配準和基于特征的配準。基于區(qū)域的配準方法大多采用互相關(guān)法或傅立葉變換技術(shù)來實現(xiàn)，其局限性在于計算量大，難以處理灰度特性差異較大的圖像；基于特征的配準方法，通過提取兩幅圖像的共同結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，更適合遙感影像數(shù)據(jù)的配準。目前，影像配準的研究主要集中在多源影像之間的配準，對于高光譜影像譜段間的配準，相關(guān)成果較少。

對于采用漸變式濾光片的光譜成像儀來說，在其推掃成像過程中，不同譜段的成像時刻及地表反射存在差異，使得同一地物在不同譜段的成像位置和灰度響應存在較大差異，這種差異會導致非相鄰譜段的特征匹配變得非常困難。同時，在衛(wèi)星推掃成像過程中，受太空環(huán)境影響，衛(wèi)星平臺顫振和姿態(tài)抖動導致各譜段的同名點偏移不一致；此外，地形起伏也會導致不同譜段成像角度不一致，這兩種局部偏差會使得單個變換模型很難補償全局的幾何變換關(guān)系，從而影響局部配準精度。由此可見，設計研發(fā)一個合理的高光譜衛(wèi)星影像全譜段配準技術(shù)方法顯得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提供了一種高光譜衛(wèi)星影像全譜段配準方法及介質(zhì)，實現(xiàn)了高光譜衛(wèi)星影像全譜段的高精度配準。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種高光譜衛(wèi)星影像全譜段配準方法，其特征在于，該方法包括：S100，對漸變式濾光片的高光譜衛(wèi)星影像的所有譜段進行線性拉伸以及邊窗濾波；S200，對相鄰譜段進行特征點提取以及匹配，得到粗匹配點對；S300，根據(jù)所述粗匹配點對建立相鄰譜段的粗仿射變換關(guān)系，得到精確匹配點對；S400，根據(jù)所述精匹配點對構(gòu)建Delaunay三角網(wǎng)；S500，基于所述Delaunay三角網(wǎng)，選擇一譜段作為基準普段，利用相鄰譜段的所述仿射變換關(guān)系傳遞策略完成全譜段的配準。

根據(jù)所述的高光譜衛(wèi)星影像全譜段配準方法，其中S100包括：對漸變式濾光片的高光譜衛(wèi)星影像的所有譜段進行2％線性拉伸。

根據(jù)所述的高光譜衛(wèi)星影像全譜段配準方法，其中S200包括：通過分塊策略對相鄰譜段進行特征點提取以及匹配，其中特征點的提取通過尺度不變特征轉(zhuǎn)換或加速穩(wěn)健特征實現(xiàn)；以及，使用隨機抽樣一致算法找到最優(yōu)的數(shù)學模型使得滿足該模型的匹配點對個數(shù)最多，并剔除錯誤的匹配點對，得到正確的粗匹配點對。

根據(jù)所述的高光譜衛(wèi)星影像全譜段配準方法，其中S300包括：將前譜段或后譜段分別作為參考譜段或待配準譜段，根據(jù)建立的粗仿射變換關(guān)系計算參考譜段中每個特征點對應的預測值，根據(jù)預測值與實際匹配點計算橫坐標及縱坐標方向的差值以及均方根誤差。