[发明专利]一种基于子块配准的SAR图像拼接方法

说明书

本发明公开了基于子块配准的图像拼接技术，实现了相邻SAR图像的快速、精准拼接，解决了由于SAR图像距离上的空变性导致常规拼接效果差的问题；对SAR图像的距离向和方位向分别进行分割，提取图像重叠区域特征点坐标，利用相邻距离块重叠程度较高的特性，避免了对整幅图像搜寻特征点和匹配，使得SAR图像的拼接变得简单高效；通过多次迭代配准，使基准图像与重采样后的待配准图像的配准程度越来越高，利用加权拼接，使图像拼接处融合自然，无拼接痕迹。

技术领域

本发明属于雷达成像技术领域，具体涉及一种SAR图像拼接方法。

背景技术

合成孔径雷达(synthetic aperture radar，SAR)具有全天时、全天候、分辨率高、穿透力强等特点，不受雾、雨、云等恶劣天气的影响，成为目前对地观测和军事侦察的重要手段。

由于硬件和算法的限制，合成孔径雷达成像不能在方位向无限延伸，只能将长距离飞行的回波分段处理，形成方位场景依次更新的多幅子图像，同时飞机抖动和气流等因素还会导致相邻两幅图像之间存在较小的旋转。

为实现对连续区域的观察，部分回波数据会被成像算法处理两次，这种处理方式会导致相邻两幅图像存在一定的重叠区域，为了得到大场景的连续图像，需要对SAR图像进行拼接处理。

获得不同SAR图像的传感器特性和信号处理过程存在误差，受此等因素影响，雷达图像的灰度会出现差异，即使在两幅相邻的SAR图像的重叠区域，也会出现灰度上的差异，导致拼接处存在灰度不连续的后果，因为SAR图像之间存在偏移问题，所以不能使用直接拼接的办法。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种基于子块配准的SAR图像拼接方法，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

从数个SAR图像中选取有重叠区域的两张图像，一张作为基准图，另一张作为待配准图，分别对基准图和待配准图进行移位校正和灰度调整。

对校正和调整过的基准图和待配准图，在距离向和方位向分别进行二等分，由基准图和待配准图各得到四个子块，每个子块的中心点作为特征点，得到基准图和待配准图对应子块的四个特征匹配对。

计算每个子块在方位向和距离向的偏移量，根据偏移量修正基准图和待配准图，更新特征匹配对，由四个特征匹配对计算仿射变换的模型，由模型计算待配准图的映射坐标，对映射坐标进行重采样，得到配准后的图像。

预设重复次数4-6次，重复上述步骤，将配准后的图像作为待配准图与基准图进行数次配准，将经过子块配准的图像进行加权拼接，重叠区域取基准图和配准后图像的加权平均值。

本发明基于子块配准拼接技术，实现了相邻SAR图像的快速、精准拼接，解决了由于SAR图像距离上的空变性导致常规拼接效果差的问题；对SAR图像的距离向和方位向分别进行分割，提取图像重叠区域特征点坐标，利用相邻距离块重叠程度较高的特性，避免了对整幅图像搜寻特征点和匹配，使得SAR图像的拼接变得简单高效；通过多次迭代配准，使基准图像与重采样后的待配准图像的配准程度越来越高，利用加权拼接，使图像拼接处融合自然，无拼接痕迹。

附图说明

图1是图像拼接流程，图2是子块配准流程，图3是基准图，图4是待配准图，图5是配准图，图6是拼接图，图7是加权平均函数。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案做具体的说明。

图像拼接的基本思想是，若两幅具有相同内容的图像在获取的时间、视点、传感器类型等方面存在差异，为了消除差异，需要运用图像配准技术。