[發明專利]一種基于特征點的SAR影像配準方法

在審

• 申請號: 202110303757.8
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113160288A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 劉智勇;祁宏昌;劉澤楷;張滔;來立永;黃海生;袁俊健;冉倩;雷超平
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06K9/46;G01S13/90
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 潘桂生

本發明的提供一種基于特征點的SAR影像配準方法，包括，對SAR影像圖進行灰度值預處理，使用SURF算子來探測特征點；SAR影像圖包括主影像和輔影像；計算主輔影像各點的相關系數以及方位向和距離向的偏移量；相關系數的極值最大值的點為最佳匹配點；獲取最佳匹配點的坐標與方位向和距離向的偏移量相加后的第一偏移值；根據最佳匹配點的坐標和第一偏移值，通過進行主、輔影像之間的幾何轉換參數；將最佳匹配點在主影像的坐標和轉換參數進行計算得到第二偏移值，當第二偏移值減去第一偏移值后大于預設的閾值，則刪除超過閾值的最佳匹配點；將剩余最佳匹配點的坐標和轉換參數重復迭代計算，當所有最佳匹配點均未超閾值時，得到最終的轉換參數，完成配準。

技術領域

本發明涉及技術領域，具體涉及一種基于特征點的SAR影像配準方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)影像配準是合成孔徑雷達干涉測量(Interferometric SAR,InSAR)數據處理的一個關鍵步驟，是生成良好干涉圖的必要條件，但是由于各種因素，導致精確的配準非常困難。常規的配準方法是在主強度圖上按照一定的間距規則選取控制點，即規則點(Regular Points,RP)。由于規則點的選取不考慮地面的散射特性，在具有較高相干性的區域效果較好，但在實際應用中，規則點經常位于低相干/失相干區域(例如大面積的水域、植被茂密的森林或季節變化的農業區域等)，導致配準存在計算量大、誤匹配率高以及可靠性低等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺點與不足，提供一種基于特征點的SAR影像配準方法。

本發明的一個實施例提供一種基于特征點的SAR影像配準方法，包括：

對SAR影像圖進行灰度值預處理，SAR影像圖灰度值預處理后使用SURF算子來探測特征點；所述SAR影像圖包括主影像和輔影像；

從主影像中選取參考窗口，在輔影像選取搜索窗口，根據主影像的各點的灰度值、輔影像的各點的灰度值、主影像的平均灰度值以及輔影像的平均灰度值，計算所述參考窗口在搜索窗口各點的相關系數以及方位向和距離向的偏移量；將所述相關系數的極值最大值所在的點確定為最佳匹配點；

獲取所述最佳匹配點在主影像的坐標與所述最佳匹配點的方位向和距離向的偏移量相加后的第一偏移值；

根據所述最佳匹配點在主影像的坐標主影像的坐標和第一偏移值，通過進行最小二乘多項式計算主、輔影像之間的幾何轉換參數；

將所述最佳匹配點在主影像的坐標和轉換參數進行最小二乘多項式計算得到第二偏移值，當第二偏移值減去第一偏移值后大于預設的閾值，則刪除超過閾值的所述最佳匹配點；

將沒有超過閾值的所述最佳匹配點在主影像的坐標和轉換參數重新進行最小二乘多項式計算的轉換參數，重復迭代計算，當所有所述最佳匹配點均未超閾值時，得到最終的轉換參數，完成配準。

相對于現有技術，本發明的一種基于特征點的SAR影像配準方法首先對SAR的主影像圖和輔影像圖進行灰度值處理，灰度值處理后，使用SURF算子提取影像圖中的特征點，然后在主影像中選取參考窗口，在輔影像選取搜索窗口，根據主影像和輔影像的灰度值計算參考窗口在搜索窗口各點的相關系數以及方位向和距離向的偏移量得到最佳匹配點，通過最佳匹配點的坐標和第一偏移值進行最小二乘多項式計算，得到主輔影響之間的轉換參數，然后再通過轉換參數和最佳匹配點的坐標進行最小二乘多項式計算，得到第二偏移值，對第一偏移值和第二偏移值進行比較，若第一偏移值和第二偏移值之間差值大于預設的閾值，則刪除超過閾值的最佳匹配點，然后進行重復迭代計算，當所有所述最佳匹配點均未超閾值時，得到最終的轉換參數，完成配準。利用特征點對SAR影像進行配準，獲取的相關系數無論在峰值還是整體分布上，特征點要比同條件下的規則點的要高很多，穩健性更強，偏移量的分布更集中于0，偏移量表現的更加穩定可靠。