基于有向线段的遥感图像配准方法及系统与流程

技术特征：

1.一种基于有向线段的遥感图像配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、输入参考图像I及待配准图像I’；

S2、利用BRISK算法对所述参考图像I及所述待配准图像I’进行粗匹配，并获取粗匹配点对，形成两组匹配点集；

S3、根据所述两组匹配点集分别在参考图像I及待配准图像I’中构造有向线段集，并利用所述有向线段集匹配得到精匹配点对；

S4、利用得到的所述精匹配点对，求解配准参数；利用所述配准参数对待配准图像进行几何变换，得到配准结果。

2.如权利要求1所述的基于有向线段的遥感图像配准方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

S21、分别在所述参考图像I及所述待配准图像I’提取特征点；

S22、为所提取的特征点建立BRISK特征描述符；

S23、通过汉明距离度量匹配程度，得到粗匹配点对。

3.如权利要求1所述的基于有向线段的遥感图像配准方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

S31、根据参考图像I及待配准图像I'的特征点，分别构造两组定向图形G＝(V,E)和G'＝(V',E')；

S32、从所述两组定向图形G和G'中分别构造m条有向线段，并计算每条有向线段的特征差异矩阵；

S33、使用F-范数准则作为邻近线段匹配的方法进行有向线段匹配，获得匹配的有向线段；

S34、对于所述匹配的有向线段，根据概率统计模型获得精确匹配点对。

4.如权利要求3所述的基于有向线段的遥感图像配准方法，其特征在于，所述步骤S31中，对于G＝(V,E)和G'＝(V',E')，定义V＝{a₁,a₂…,a_n}和V'＝{b₁,b₂…,b_n}分别是参考图像I与待配准图像I'匹配的特征点，E和E'是定向图形G和G'的端点，这里E＝{(a_i,a_j),i<j}，E'＝{(b_i,b_j),i<j}，其中，j≤n。

5.如权利要求3所述的基于有向线段的遥感图像配准方法，其特征在于，所述步骤S32包括以下步骤：

在所述参考图像I和所述待配准图像I'中各构造m条有向线段，分别表示为L＝[l₁,l₂,…l_m]和L'＝[l'₁,l'₂,…l'_m]；

计算每条有向线段的特征描述，记有向线段l_i的特征描述为S_i，有向线段l'_i的特征描述为S'_i，其中i≤m。

6.如权利要求5所述的基于有向线段的遥感图像配准方法，其特征在于，采用以下方式构造有向线段，对于有向线段e_ij，线段起点a_i，终点a_j，取三个采样点(p₁,p₂,p₃)，计算公式如下：

p₁＝a_i；

p₂＝(a_i+a_j)/2；

p₃＝a_j；

提取所述三个采样点的BRISK特征差异矩阵S＝(s₁,s₂,s₃)，作为有向线段的特征差异矩阵，S中的每一列为BRISK描述子。

7.如权利要求1所述的基于有向线段的遥感图像配准方法，其特征在于，所述步骤S33包括以下步骤：

S331，计算所述有向线段特征差异矩阵所述F-范数：

d(l_i,l'_i)＝||S_i-S'_i||_F，

得到d为m维向量；

S332，对d进行归一化，当d小于给定的阀值T_F时，l'即为l的邻近匹配线段，两条邻近匹配的有向线段的起点和终点分别是两对匹配点。

8.如权利要求1所述的基于有向线段的遥感图像配准方法，其特征在于，所述步骤S34通过遍历所述邻近匹配线段，统计每对匹配点对。

9.一种基于有向线段的遥感图像配准系统，其特征在于，包括以下模块：

输入模块，用于输入参考图像I及待配准图像I’；

粗匹配模块，用于利用BRISK算法对所述参考图像I及所述待配准图像I’进行粗匹配，并获取粗匹配点对，形成两组匹配点集；

精匹配模块，用于根据所述两组匹配点集分别在参考图像I及待配准图像I’中构造有向线段集，并利用所述有向线段集匹配得到精匹配点对；

输出模块，用于利用得到的所述精匹配点对，求解配准参数，并利用所述配准参数对待配准图像进行几何变换，输出配准结果。

10.一种基于有向线段的遥感图像配准系统，其特征在于，所述精匹配模块还包括以下模块：

定向图形构造模块，用于根据参考图像I及待配准图像I'的特征点，分别构造两组定向图形G＝(V,E)和G'＝(V',E')；

有向线段构造模块，用于从所述两组定向图形G和G'中分别构造m条有向线段，并计算每条有向线段的特征差异矩阵；

有向线段匹配模块，用于使用F-范数准则作为邻近线段匹配的方法进行有向线段匹配，获得匹配的有向线段；

精准匹配点对获取模块，用于根据概率统计模型，获得精确匹配点对。