[发明专利]多层次多特征约束下的光学和SAR影像自动配准方法

权利要求书

1.一种多层次多特征约束下的光学和SAR影像自动配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，对初始的光学影像和SAR影像分别预处理；

步骤2，对步骤1所得预处理后的光学影像和SAR影像，分别进行多尺度水平集分割，得到面分割结果；

步骤3，利用形状相似曲线相似性测度算法对步骤2获得的光学与SAR影像面分割结果进行判断，如果有存在相似的面目标，则转到步骤4，否则，执行步骤5；

步骤4，步骤3所得所有相似的面目标构成的集合形成疑似同名区域Ω₀，得到粗配准结果，对疑似同名区域Ω₀中的面分割对象计算得到疑似匹配面目标质心点集，转步骤7；

步骤5，利用小波变换对初始的光学影像和SAR影像进行多尺度分析，在最粗尺度影像上进行低层直线特征提取及低层点集匹配，得到低层次上的变换参数；

步骤6，对步骤1所得预处理后的光学和SAR影像，进行高层直线特征提取，同时利用低层次上的变换参数，定义控制点匹配度函数，进行高层点集初匹配，得到初匹配后的候选控制点对；

步骤7，基于步骤4所得疑似匹配面目标质心点集或步骤6所得初匹配后的候选控制点对，利用无向图从结构上精确判断出匹配的点对，同时剔除误匹配对，对匹配点对采用多项式变换模型求解变换参数，得到最终配准结果。

2.根据权利要求1所述多层次多特征约束下的光学和SAR影像自动配准方法，其特征在于：步骤5包括以下子步骤，

a)利用小波变换分别对初始的光学影像和SAR影像进行多尺度分解，得到低分辨率影像；

b)低层特征提取，包括在光学影像的低分辨率影像和SAR影像的低分辨率影像上分别提取直线；

c)低层直线预处理，包括对提取的所有直线按长度从大到小排序，从最长的直线起统计斜率相近的线段，若线段间的距离值小于预设阈值则认为是属于同一条直线段，然后保留同一方向上最长的直线；

d)低层交点求取，包括对预处理后的直线求交点，将求取的交点集作为控制点集；

e)低层点集匹配，包括利用高斯混合模型进行点匹配，获取低层次上的变换参数。

3.根据权利要求1所述多层次多特征约束下的光学和SAR影像自动配准方法，其特征在于：步骤6包括以下子步骤，

a)高层特征提取，包括在初始的光学影像和SAR影像上分别提取直线；

b)高层直线预处理，包括对提取的所有直线按长度从大到小排序，从最长的直线起统计斜率相近的线段，若线段间的距离值小于预设阈值则认为是属于同一条直线段，然后保留同一方向上最长的直线；

c)高层交点求取，包括对预处理后的直线求交点；

d)高层点集初匹配，包括利用步骤5中子步骤e)所获取的低层次上的变换参数，定义控制点匹配度函数，若控制点集中某一点对的匹配度大于预设阈值，则保留作为候选控制点对，

控制点匹配度函数定义为：

f(Pm,Pn)=|k1-k1′||k1|+|k1′|+1+|k2-k2′||k2|+|k2′|+1+|d1-d2|d1+d2+1+d1+d22T]]>

其中，k₁和k₂是光学影像上两条直线M₁、M₂的斜率，P_m为M₁与M₂的交点，k'₁和k'₂是SAR影像上两条直线N₁、N₂的斜率，P_n为N₁与N₂的交点，d₁是线段M₁的中点到N₁所在直线的距离，d₂是线段M₂的中点到N₂所在直线的距离，T为粗配准精度。