一种多光谱影像匹配方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种多光谱影像匹配方法，该方法包括：S1.将待配准的两幅多光谱影像分别经向下采样生成两组对应的n层金字塔影像，其中，每组金字塔影像的顶层金字塔影像序号为1，底层金字塔影像为原始影像，序号为n；S2.计算两组金字塔顶层影像间的变换参数；S3.依次计算两组金字塔第二层至第n层影像间的变换参数及姿态参数；S4.根据两组金字塔第n层影像间的变换参数，确定待配准的两幅多光谱影像上特征点的对应关系。本发明能够实现多光谱影像的快速准确匹配。
【专利说明】一种多光谱影像匹配方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机【技术领域】，具体涉及一种多光谱影像匹配方法和系统。
【背景技术】
[0002]利用推扫方式大面阵多通道滤光片型多光谱相机可以获取同一目标区不同波段的影像。相机获取的影像序列中，同一地物会在连续的多张影像上出现，且不同影像表示的是同一地物不同波段的影像。为了最终生成多光谱影像，需要进行影像配准，也就是建立两张影像间的几何关系。
[0003]两张影像间的关系可以利用投影变换模型进行标示，如图1所示，P为空间物点，它在相邻两张影像的像点分别为al及a2 (同名点)，其坐标分别为(x，y)及(u，V)。因此，两张影像的几何关系可以表示为
【权利要求】
1.一种多光谱影像匹配方法，其特征在于，该方法包括: S1.将待配准的两幅多光谱影像分别经向下采样生成两组对应的η层金字塔影像，其中，每组金字塔影像的顶层金字塔影像序号为1，底层金字塔影像为原始影像，序号为η ； S2.计算两组金字塔顶层影像间的变换参数； S3.依次计算两组金字塔第二层至第η层影像间的变换参数及姿态参数； S4.根据两组金字塔第η层影像间的变换参数，确定待配准的两幅多光谱影像上特征点的对应关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括: S21.利用基于特征的匹配算法对两组金字塔顶层影像进行匹配，得到第一组金字塔顶层影像上特征点和第二组金字塔顶层影像上特征点的对应关系； S22.根据两组金字塔顶层影像上特征点的对应关系，利用公式
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括: S31.根据两组金字塔顶层影像上特征点的对应关系，利用独立相对定向模型泰勒级数展开公式:
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4包括: 两组金字塔第η层影像间的变换参数a11，bn，cn, dn，en, fn，gn，hn即为待配准的两幅多光谱影像间的变换参数，因此利用公式
5.一种多光谱影像匹配系统，其特征在于，该系统包括:金字塔影像生成模块，用于将待配准的两幅多光谱影像分别经向下采样生成两组对应的η层金字塔影像，其中，每组金字塔影像的顶层金字塔影像序号为1，底层金字塔影像为原始影像，序号为η; 金字塔顶层影像变换参数确定模块，用于计算两组金字塔顶层影像间的变换参数； 金字塔底层影像变换参数确定模块，用于依次计算两组金字塔第二层至第η层影像间的变换参数； 特征点匹配关系确定模块，用于根据两组金字塔第η层影像间的变换参数，确定待配准的两幅多光谱影像上特征点的对应关系。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述金字塔顶层影像变换参数确定模块包括: 顶层影像特征点对应关系确定单元，用于利用基于特征的匹配算法对两组金字塔顶层影像进行匹配，得到第一组金字塔顶层影像上特征点和第二组金字塔顶层影像上特征点的对应关系； 顶层影像变换参数确定单元，用于根据两组金字塔顶层影像上特征点的对应关系，利用公式
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述金字塔底层影像变换参数确定模块包括: 顶层影像姿态参数确定单元，用于根据两组金字塔顶层影像上特征点的对应关系，利用公式
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二层至第η层影像变换参数确定单元包括: 循环控制子单元，用于初始化i值和控制i值的增长，当i值超过η时，停止继续执行其他子单元并输出第i层影像最终变换参数计算子单元计算出的第η层影像变换参数； 第i层影像初始变换参数计算子单元，用于按照下面的方式计算两组金字塔第i层影像间的初始变换参数:
a1 = a1-1, b1 = b1-1，c1 = m.c1-1，d1 = d1-1，e1 = e1-1，f1 = m.f1_1, g1 = g1-1，h1 = h1-1，其中m为金字塔影像向下采样的倍数；第i层影像初始姿态参数计算子单元，用于按照下面的方式估计两组金字塔第i层影像的 5 个初始姿态参数:= ^r1，K = K1，φ\ = (621，ω[ = oi；x , 4 = ；特征点提取子单元，用于利用特征点提取算法提取两组金字塔第i层影像重叠区域的特征点并将特征点分为上面所述6个标准区域,每一个标准区域对应一个所述姿态参数；第i层影像最终变换参数计算子单元，用于对于第i层影像的第一标准区域，以对应的初始姿态参数#为中心，确定姿态参数的取值范围[4 4 +『]，以IP为间隔，将姿态参数的取值范围分为多个区间，同时建立一个元素个数与所分区间个数相等的统计数组Sta，该数组Sta第i个元素对应的区间为i，EHJ -" + (/-1) X Iti % - r + / X Iti)； 对于第一标准区域中的某个点，如点利用当前层的初始变换参数aSbScSdSe1, f1, g1, h1 和公式
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述特征点匹配关系确定模块用于将两组金字塔第η层影像间的变换参数a11，bn，cn, dn，en, fn, gn，hn作为待配准的两幅多光谱影像间的变换参数，利用公式
【文档编号】G06K9/64GK103886338SQ201410050549
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月13日 优先权日:2014年2月13日
【发明者】张桂峰, 相里斌, 易俐娜, 张金刚, 吕群波, 明星, 黄旻 申请人:中国科学院光电研究院