[发明专利]基于多通道的最小二乘匹配方法

权利要求书

1.一种基于多通道的最小二乘匹配方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，已知影像外方位元素，采用前方交会方法公式(1)计算初始匹配点对应物方三维点坐标P(X_c,Y_c,Z_c)；

其中，(X_s0,Y_s0,Z_s0)和(X_si,Y_si,Z_si)分别为参考影像和搜索影像的投影中心在物空间坐标系中的坐标，λ₀和λ_i为投影系数，(u_0c,v_0c,w_0c)和(u_ic,v_ic,w_ic)为分别为待匹配像点(x_0c,y_0c)和(x_ic,y_ic)的像空间辅助坐标；

步骤2，基于匹配点及其周围影像窗口中各像素在不同通道灰度值建立误差方程，通过辐射畸变和几何畸变改正值的迭代优化，搜索最佳匹配点位，实现包括以下步骤，

步骤2.1，以参考影像上待匹配像点(x_0c,y_0c)为中心，一个像素为采样间隔，从参考影像上取出一个μ×μ个像素大小的影像窗口，记为R(x₀,y₀)；

步骤2.2，以三维点P(X_c,Y_c,Z_c)为起点(a,b,c)为法向量建立初始物方面元P，法向量(a,b,c)的方向角(α,β)为预设值；

步骤2.3，计算影像窗口R(x₀,y₀)中各像素投影到物方面元上的物点坐标，记为P(X,Y,Z)；

步骤2.4，由共线条件方程计算物方面元上物点P(X,Y,Z)投影到搜索影像上的像点坐标，得到搜索影像窗口S(x_i,y_i)；

步骤2.5，分别计算参考影像窗口R(x₀,y₀)与搜索影像窗口S(x_i,y_i)中对应像素点(x₀,y₀)与(x_i,y_i)在各波段通道中的灰度值g_0k(x₀,y₀,z_0k))和g_ik(x_i,y_i,z_ik)，其中k＝1,2,…,n为通道编号，n为影像通道数；

步骤2.6，匹配影像窗口内逐像素逐波段通道建立最小二乘误差方程如下，

其中，v为投影误差，下标1kn为通道编号，v_k为投影误差，h_0i、h_1i为辐射畸变系数，dh_0i和dh_1i分别为h_0i和h_1i的改正值，(dx_i,dy_i)为几何畸变改正值；

步骤2.7，计算误差方程，求解辐射畸变与几何畸变改正值；

步骤2.8，畸变参数迭代优化，当所有改正值小于预设改正值阈值时，停止迭代取参考影像与各搜索影像窗口的中心点为最佳匹配点位；否则，计算改正值改正畸变参数，重复步骤2.2至2.7，并将迭代次数计算值+1，当迭代次数大于预设次数阈值仍未出现所有改正值小于预设改正值阈值时，判断匹配失败。

2.根据权利要求1所述基于多通道的最小二乘匹配方法，其特征在于：步骤2.5中采用双线性内插法公式(3)分别计算匹配影像窗口内像素在各波段通道中的灰度值

g_k(x，y，z_k)＝(1-i)(1-j)·g_k(x-i，y-j，z_k)+j(1-i)·g_k(x-i，y-j+1，z_k)+i(1-j)·g_k(x-i+1，y-j，z_k)+ij·g_k(x-i+1，y-j+1，z_k) (3)

其中，g_k(x,y,z_k))为像点(x,y)在第k个通道上的灰度值，i和j分别为像点横纵坐标x和y的小数部分。