[发明专利]一种面向区域覆盖的影像自动镶嵌方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向区域覆盖的影像自动镶嵌方法，属于卫星影像处理技术领域，用于区域覆盖范围内多源影像的自动镶嵌。

背景技术

大量高分辨率大尺寸、多时相遥感数据的获取为资源探测、灾害监测、天气预报、测绘勘察和农林水利等研究提供了信息基础，而在遥感数据应用中，往往需要对多幅遥感图像进行拼接处理，以获得某一区域的地面图像，从而进行区域宏观规律的探索。

基于镶嵌线的镶嵌是目前镶嵌的主要方法，但是镶嵌线的生成算法影响镶嵌精度和处理效率。

目前已有研究的镶嵌算法根据镶嵌线生成过程主要有自动镶嵌，镶嵌线镶嵌，基于特征点的镶嵌方法，基于彩色的镶嵌方法四种方法。

a.自动镶嵌方法

自动镶嵌用于处理两幅影像重叠区域足够大，且重叠区域的镶嵌带都在影像内的情况，这种镶嵌方法处理的影像范围比较局限，不适合通用性的影像镶嵌处理。

b.镶嵌线镶嵌方法

镶嵌线镶嵌的原理是尽量使得镶嵌线位于两幅影像的中心，同时避开特征区域，如高大建筑、树林和大片水体等，然后以镶嵌线为中心，以镶嵌带宽为半径，同时参考影像的信息求出镶嵌带的边界，计算出边界处的加权值，最后用加权值乘以各自的影像值求和即为镶嵌带的影像值。该方法可以通过优化用于处理多幅影像的镶嵌，但是镶嵌线的生成是提高镶嵌精度和处理效率的关键。

c.基于特征点的镶嵌方法

基于特征点的镶嵌方法中特征点是用于检测出影像内特殊的区域，可以通过基于灰度差最小的原则在影像重叠区域内找到特征点作为两幅图像镶嵌的边界。该方法可以结合镶嵌线生成的原理进行基于特征点的镶嵌线的生成，用于避开图像中的特殊区域，优化镶嵌结果。

d.基于彩色的镶嵌方法

基于彩色的镶嵌方法主要用于彩色影像，由于一幅彩色影像由3基色红、绿、蓝（RGB）分量组成。由色度学原理，将RGB变换成HIS彩色坐标。为了获得理想的彩色影像镶嵌结果，应选择强度、色度、饱和度差别最小原则搜索接缝点，根据接缝点进行镶嵌，再将镶嵌好的三组影像数据进行彩色合成，可得到理想的镶嵌效果。

目前多数的镶嵌线生成方法多只关注于相邻的两幅影像，多幅影像按照相邻两幅影像生成镶嵌线方法进行大范围影像镶嵌时，需要采用两两镶嵌的方法，每次只进行两幅影像之间的镶嵌，当前两幅影像的镶嵌结果再与镶嵌序列中的下一幅影像进行镶嵌，直至所有的正射影像都完成镶嵌处理。

两两镶嵌的方法需要产生中间影像处理结果，并且镶嵌结果和处理影像序列有关。镶嵌过程中镶嵌中间结果的生成，尤其是对于大范围的影像镶嵌，影像处理效率影响比较大。

遥感卫星的应用越来越广泛，其具有高重叠度，高分辨率的特点，需要获取的影像产品范围越来越大。如果仍然采用传统的两幅影像重叠区选取接缝线的两两镶嵌模式进行镶嵌，处理工作量将大大增加，效率得不到保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有遥感影像镶嵌技术的不足，提供一种面向区域覆盖的影像自动镶嵌方法，该方法考虑处理图像的普遍适用性、镶嵌效果及自动批量化，避免了目前镶嵌技术的输入顺序对输出结果的影响，简化了影像间的重叠关系，对多幅影像进行统一处理，无中间结果输出，提高了镶嵌影像的处理效率。

本发明包括如下技术方案：

一种面向区域覆盖的影像自动镶嵌方法，能够对一个区域内的多幅正射影像进行自动镶嵌获得区域镶嵌影像，具体包括以下步骤：

对所述区域内的多幅正射影像进行色彩调整；

根据色彩调整后的多幅正射影像的矩形范围计算正射影像的重叠关系；

获得每幅正射影像的有效区域；

根据正射影像的重叠关系和正射影像的有效区域，计算相邻重叠正射影像的重叠区域；

基于相邻重叠正射影像的重叠区域计算重叠区域的中轴线；

根据重叠区域的中轴线确定每幅正射影像的镶嵌有效区域；

通过计算相邻重叠正射影像的镶嵌有效区域之间的公共边获得面向区域覆盖的影像镶嵌线；

检测每幅正射影像中的地物轮廓线，基于相邻重叠正射影像的重叠区域计算重叠区域内的地物轮廓线；

利用重叠区域内的地物轮廓线对所述的影像镶嵌线进行优化，获得优化后的影像镶嵌线；

对每幅正射影像的镶嵌有效区域进行重采样，在重采样过程中对优化后的影像镶嵌线进行羽化，得到区域镶嵌影像。

采用Wallis滤波算法对区域内的多幅正射影像进行色彩调整处理。

采用影像降采样方法和线性边界扫描方法获得每幅正射影像的有效区域。