[发明专利]动态海上遥感图像配准方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像配准领域，尤其涉及一种动态海上遥感图像配准方法。

背景技术

图像配准(imageregistration)是图像处理应用方面的一个基础问题，用于将不 同传感器、不同视角、不同时间或不同拍摄条件下获取的同一场景的两幅或者多幅图像进 行对准、叠加，在很多领域有着广泛的应用，如遥感影像、医学图像分析、制图学、计算机视 觉、模式识别等。图像配准技术可用在海上动态遥感图像领域，由于海上溢油、浒苔等海上 目标对海洋环境的影响非常大，需要及时的对该目标进行跟踪监测以方便执法部门进行实 时处理。在监测过程中，需要估算海上目标区域的面积，此时当一幅航空遥感图像不能覆盖 整个目标时，图像配准技术就变的非常重要，而且由于海上目标图像具有动态变换、目标和 背景单一及目标没有固定的形状等特性，这就要求我们的图像配准方法要具备速度要快、 适应性要更好和抗干扰能力要强等特点。

遥感领域存在很多配准算法，尤其多时相多传感器图像配准。这些算法大都是对 海岸带这种目标变换不太大的图像配准，目前很少对于动态图像配准的算法。动态图像是 拼接内容或者拼接目标自身存在着一定的相似变换、仿射变换、弹性变换及模糊等变化。因 此动态图像的拼接也可以叫做包含变化目标的图像拼接。点与点之间的邻接结构作为结构 特征作为比较可靠的图像特征在遥感领域也越来越受到重视，基于结构的图像配准只是利 用图像特征点之间的位置关系，参与运算的数据量小，算法的效率高，能满足海上目标实时 配准的需求。

目前，结合特征的空间关系和特征的相似性进行特征匹配方法受初始条件影响比 较大，不适合干扰点非常多的情况。另一种新的点集匹配算法采用相对距离和角度去除模 糊匹配和误匹配，用于高分辨率卫星图像的配准，该算法只适用于图像平移和图像旋转变 化的情况，不适合仿射和大尺度缩放。基于拟随机尺度空间结构相关性建立能量函数的优 化配准算法主要是针对不同传感器获取的同一目标区域的图像配准，而重叠区域小的两幅 图像的整体轮廓可能会发生很大变化，该方法没有考虑此情况的配准。

发明内容

本发明主要解决现有技术不能满足海上动态变化目标图像的实时配准和图像配 准中配准误差较大的技术问题，提出一种动态海上遥感图像配准方法，与现有技术相比运 算量减少、运算速度快、适应能力强、抗干扰能力强。

本发明提供了一种动态海上遥感图像配准方法，包括以下步骤：

步骤100，采集两幅海上遥感图像，分别标记为基准图像和待配准图像；

步骤200，利用图结构构建方法，构造结构不变量描述符，并获得图结构中特征点 的差异度，包括以下子步骤；

步骤201，对基准图像和待配准图像分别进行特征提取并且进行初始匹配，获得基 准图像的点集P和待配准图像的点集Q，其中，点集P和点集Q中的点一一对应，P＝{p₁,p₂,…, p_i,…,p_n}，Q＝{q₁,q₂,…,q_i,…,q_n}；

步骤202，根据基准图像的点集P和待配准图像的点集Q，构建基准图像的K近邻图 G_P；并构建和点集_P邻接关系相同的待配准图像的邻接图G'_Q；

步骤203，根据基准图像的K近邻图G_P和待配准图像的邻接图G'_Q，得到基准图像的 结构不变量描述符D(p_i)和待配准图像的结构不变量描述符D'(q_i)；

步骤204，根据基准图像的结构不变量描述符D(p_i)和待配准图像的结构不变量描 述符D'(q_i)，获得点集P和Q中对应点的差异度；

步骤300，建立基准图像和待配准图像配准过程的特征匹配模型如下：

目标函数：minE；

约束条件：SOD，C，d_E；