[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

说明书

本发明提供一种基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法，基于方向相位一致性实现多源遥感影像高精度匹配，包括对参考影像和目标影像进行影像正射纠正；对参考影像进行分块和特征点提取；分别计算参考影像和目标影像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；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；影像匹配，进行粗差剔除，去掉错误匹配点。本发明提供了一种有效的多源遥感影像匹配方法，能够在多种来源的影像之间获取可靠和高精度的同名点，实践表明该方法可行、有效，匹配过程效率较高、精度可靠。

技术领域

本发明属于遥感影像处理领域，尤其是涉及一种基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法。

背景技术

影像匹配就是通过一定的匹配算法在两幅或者多幅影像之间识别同名点的过程，它是图像配准、图像融合、目标识别和变化检测的一个重要前期步骤。在遥感领域，影像匹配可以分为两种类型，一种是连接点匹配，用于获取两张或多张具有一定重叠度的影像之间的同名像点，根据像点坐标和一定的数学模型建立平差方程，修正影像的成像模型参数(如RPC模型系数和严格成像模型系数)，实现影像间的配准，提高影像的相对定位精度；另一种是控制点匹配，用于获取数字正射影像(DOM)与卫星影像之间的同名像点，利用物方空间坐标已知的DOM影像上的像点坐标和一定的数学模型建立平差方程，修正影像的成像模型参数，提高卫星影像的绝对定位精度。

在异源遥感图像匹配过程中，由于不同传感器的成像特性不同，影像间通常存在显著的非线性辐射差异，这使得传统的基于灰度相关性或梯度特性的匹配算法很难获取可靠的同名点。传感器成像特性的差异同时也会导致特征在不同影像上发生偏移和缺失，这使得基于点特征和线特征的匹配算法很难在两张影像上提取得到相同的点线特征，这同样降低了匹配的可靠性。因此，为了满足多源遥感影像高精度匹配需求，本发明提出了一种基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法。

发明内容

本发明所要解决的问题是，针对异源遥感影像间匹配困难的问题，提出了一种基于方向相位一致性能量组合特征的多源遥感影像匹配方法，具有匹配精度高、结果可靠的特点。

本发明提供一种基于方向相位一致性的多源遥感影像特征匹配方法，基于方向相位一致性的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；

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；

步骤6，进行粗差剔除，去掉错误匹配点。

而且，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。

而且，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。

而且，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)]；