[发明专利]一种基于格网法的高精度影像配准方法

说明书

技术领域

本发明涉及遥感图像处理领域，具体涉及一种基于格网法的高精度影像配准方法。

背景技术

遥感技术随着其快速发展为我们提供了全球范围的对地观测数据，它已经在军事、气象、农业等社会的各个领域得到了广泛的应用。但是受到诸多因素的影响，遥感影像本身存在一定的噪声和几何变形，因而通常遥感影像需要首先经过一系列的影像处理过程，以提高遥感影像质量，使其得到更好的应用。影像配准是影像处理的一项重要内容，很大程度上决定了影像处理与应用的效率与质量，因而影像配准技术已经成为影像处理领域的研究重点。具体来说，影像配准是获得待配准影像与参考影像之间变换关系以改善待配影像的变形的过程。

当前，影像配准算计主要分为三类：基于灰度的配准、基于影像特征的配准和基于频率域的影像配准。基于灰度的影像配准方法根据影像灰度信息的统计特性定义目标函数，作为参考影像与待配影像之间的相似性度量，使得匹配参数在目标函数的极值处取得，并以此为匹配的判决准则和匹配参数最优化的目标函数，通过最优化方法求得正确的几何变换参数，常用的方法有Barnea等人提出的序贯相似度匹配方法、Collignon和Viola提出的互信息方法等等；基于特征的影像配准方法主要通过提取两幅影像的共同特征点作为配准依据计算影像变换系数，实现影像的配准，包括点、线、面特征；基于变换域的配准方法是发展较晚的影像配准方法，最常用到的有基于傅里叶变换和小波变换的配准方法。其中，基于点特征的影像配准方法由于其计算简单、精度高的特点得到了广泛的应用，是目前最为常用的影像配准方法。

但是在实际的基于点特征的影像配准过程中，为求计算简便通常整幅待配准影像进行整体上的统一配准转换，这样虽然保证了影像整体的配准精度，却使局部的配准效果不佳，尤其在影像出现局部噪声或局部变形时，这样的处理方式会大大降低配准精度。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于格网法的高精度影像配准方法。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于格网法的高精度影像配准方法，其特征在于，该方法包括：

获取彼此相互对应的待配准影像和参考影像；通过对所述待配准影像和参考影像中特征点的匹配，得到两影像中若干对互为同名点的特征点；在待配准影像中根据所述特征点的分布构建配准格网；根据所述特征点及其同名点的坐标计算所述配准格网中各个格网点的坐标改正量；根据所述各个格网点的坐标改正量计算各个像素点的坐标改正量；根据所述各个像素点的坐标改正量对所述待配准影像进行配准。

优选地，所述特征点包括使用SIFT算子提取的SIFT特征点；所述对所述待配准影像和参考影像中特征点的匹配包括通过计算对应特征向量两两之间的欧氏距离对SIFT特征点进行匹配。

优选地，所述特征点进一步包括使用Harris算子提取的Harris特征点；所述对所述待配准影像和参考影像中特征点的匹配包括通过相关系数法对Harris特征点进行匹配。

优选地，所述对所述待配准影像和参考影像中特征点的匹配进一步包括通过RANSAC方法对进行过匹配的特征点进行粗差剔除。

优选地，所述在待配准影像中根据所述特征点的分布构建配准格网包括在待配准影像中根据若干特征点的分布确定格网间隔值，并按照该格网间隔值将待配准影像均匀划分为规则格网。

优选地，所述根据所述特征点及其同名点的坐标计算所述配准格网中各个格网点的坐标改正量包括：

搜索每个格网点一定半径范围内的所述特征点，并剔除特征点数量小于一定值的格网点；对于每一个格网点，根据所述范围内每个特征点及其对应同名点的坐标按常用模型拟合出该格网点的坐标改正量；对于被剔除的格网点的坐标改正量，根据相邻格网点的坐标改正量通过内插法得到。

优选地，所述根据所述范围内每个特征点及其对应同名点的坐标按常用模型拟合出该格网点的坐标改正量包括：

根据所述该范围内的每个特征点及其对应同名点的坐标，由常用模型拟合出坐标变换改正关系，并得到该格网点的坐标变换改正量；由所述坐标变换改正关系得到每个特征点经坐标变换改正后的坐标；根据所述每个特征点经坐标变换改正后的坐标，和这些特征点对应的同名点的坐标，得到各特征点的坐标残差；将所述各特征点的坐标残差按常用插值模型拟合到该格网点处，得到该格网点的坐标残差改正量；将坐标变换改正量与坐标残差改正量相加，得到该格网点的坐标改正量。