[发明专利]一种基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法

权利要求书

1.一种基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法，其特征在于：基于方向相位一致性实现多源遥感影像高精度匹配，包括以下步骤，

步骤1，对参考影像和目标影像进行影像正射纠正；

步骤2，只对参考影像进行分块和特征点提取；

步骤3，分别计算参考影像和目标影像的多个方向的方向相位一致性能量图，得到每个像素点的方向相位一致性向量；计算方向相位一致性时，采用的尺度n方向o下的相位差分函数表示如下，

其中，φ_no(x,y)是尺度n方向o下图像坐标(x,y)处的相位值，是图像坐标(x,y)处方向o所有尺度下的加权平均相位值；

步骤4，基于方向相位一致性向量的密集组合，构建特征点的特征描述向量；

步骤5，影像匹配，包括通过滑动窗口搜索和特征描述向量的相关系数确定各特征点的同名点，提取匹配点对；实现方式为，

根据预纠正得到的两张影像的经纬度关系直接确定每个特征点在预纠正目标影像上的坐标，然后根据影像初始定位精度确定一个搜索半径；计算特征点的特征描述向量与目标影像上搜索范围内每一点的特征描述向量的归一化互相关系数，把相关系数最大点作为同名点，设对参考影像上某特征点匹配得到的同名点在目标影像上的行列号坐标记为X₀；

确定特征点的同名点后，进行峰值拟合得到目标影像上子像素级的匹配点坐标，包括使用泰勒级数展开式作为拟合函数，在X₀处采用泰勒级数二阶展开得：

其中，X₀是插值中心的坐标，即匹配得到的同名点在目标影像上的行列号坐标；f(X)是相似性测度函数，极大值点对应的X处的导数应该为0，X是图像坐标组成的长度为2的列向量，所以令然后对求导并令导数等于0得：

此处为峰值点相对于插值中心X₀的偏移量，最终得到的匹配点的坐标为：

其中，X'为目标影像上子像素级的匹配点坐标；根据该匹配点坐标，确定匹配点对；

步骤6，进行粗差剔除，去掉错误匹配点。

2.如权利要求1所述基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法，其特征在于：步骤2的实现方式为，首先将参考影像划分为大小一致的格网区域，然后分别在每个格网区域内进行非极大值抑制，保留响应值大于预设阈值且最大的若干个点作为特征角点，这些特征角点被当作待匹配的特征点。

3.如权利要求1所述基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法，其特征在于：步骤3中，所述每个像素点的方向相位一致性向量，是由各方向上的相位一致性能量组成的一维向量。

4.如权利要求1所述基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法，其特征在于：构建特征描述向量的实现方式如下，

在以待描述点(x₀,y₀)为中心设定半径的范围内，在行方向和列方向上按照间距D选点，设一共选取得到s个点，将这组点记为[(x₀,y₀),(x₁,y₁),… ,(x_s-1,y_s-1)]；

以这组点的每一个点为中心，分别确定一个大小为t×t的累加域，累加范围内每个像素对应的方向相位一致性向量，共得到s个累加向量，最后用这s个向量组合成一个一维的向量V_f，作为点(x₀,y₀)的特征描述向量。

5.如权利要求1或2或3或4所述基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法，其特征在于：步骤5中，确定特征点的同名点后，进行峰值拟合得到目标影像上子像素级的匹配点坐标。

6.如权利要求1或2或3或4所述基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法，其特征在于：步骤6中，通过最小二乘平差方法剔除错误匹配点。