[发明专利]分孔径偏振相机的图像配准方法

权利要求书

1.一种分孔径偏振相机的图像配准方法，其特征在于由下述步骤组成：

(1)获取偏振子图像

用分孔径偏振相机拍摄目标，获取原始帧图像，将原始帧图像裁切为四幅偏振子图像，选取四幅偏振子图像中的任意一幅偏振子图像作为参考偏振子图像，其余三幅偏振子图像作为待配准偏振子图像；

(2)偏振子图像粗配准

按式(1)确定参考偏振子图像的傅里叶变换F(ω_x，ω_y)：

F(ω_x，ω_y)＝F{f(x，y)} (1)

其中，f(x，y)为坐标(x，y)的参考偏振子图像，F{}表示取傅里叶变换；

按式(2)确定待配准偏振子图像的傅里叶变换G(ω_x，ω_y)：

G(ω_x，ω_y)＝F{g(x，y)} (2)

其中，g(x，y)为坐标(x，y)的待配准偏振子图像；

按式(3)确定冲激函数δ(x-dx，y-dy)：

其中，dx为待配准偏振子图像在水平方向的位移量，dy为待配准偏振子图像在垂直方向的位移量，F^-1{}为逆傅里叶变换，F^*(ω_x，ω_y)为F(ω_x，ω_y)的复共轭；

按式(4)确定粗配准偏振子图像的坐标(x′，y′)：

其中，(x₀，y₀)为待配准偏振子图像的坐标；

按式(5)确定粗配准偏振子图像I_rough(x₀，y₀)：

I_rough(x₀，y₀)＝I(x′，y′) (5)

其中，I(x′，y′)为待配准偏振子图像在坐标(x′，y′)处的强度；

(3)提取偏振子图像特征点

分别提取参考偏振子图像与粗配准偏振子图像的特征点，对于参考偏振子图像中的任意一个特征点，选择粗配准偏振子图像中与其欧式距离最小和第二最小的两个特征点，按照最小欧式距离与第二最小欧式距离之比不大于所设置的阈值条件，参考偏振子图像中所选特征点与粗配准偏振子图像中欧式距离最小的特征点形成一个特征点对，其他特征点形成特征点对的判断方法同上；

(4)确定偏振子图像内点数目

按式(6)确定粗配准偏振子图像与参考偏振子图像间的仿射变换矩阵A：

其中，和分别为参考偏振子图像和粗配准偏振子图像的第一个特征点对的坐标；和分别为参考偏振子图像和粗配准偏振子图像的第二个特征点对的坐标；和分别为参考偏振子图像和粗配准偏振子图像的第三个特征点对的坐标；

按式(7)确定粗配准偏振子图像的其余特征点的变换坐标(x^cal，y^cal)：

其中，(x^rough，y^rough)为粗配准偏振子图像中其余特征点的坐标；

粗配准偏振子图像的特征点变换坐标与参考偏振子图像的对应特征点坐标的差的绝对值小于0.5，该特征点记为一个内点，确定偏振子图像中的内点数目；

(5)获取偏振子图像的最优配准系数

选取特征点对中的其余任意3个特征点对，重复步骤(4)，直至遍历所有的特征点对；

按式(8)确定最优配准系数A′：

其中，和分别为内点数最多时的参考偏振子图像和粗配准偏振子图像的第一个特征点对的坐标；和分别为内点数最多时的参考偏振子图像和粗配准偏振子图像的第二个特征点对的坐标；和分别为内点数最多时的参考偏振子图像和粗配准偏振子图像的第三个特征点对的坐标；

(6)完成偏振图像配准

按式(9)确定配准后的偏振子图像的坐标(x^reg，y^reg)：

按式(10)得到配准后的偏振图像I_reg(x′，y′)：

I_reg(x′，y′)＝I_rough(x^reg，y^reg) (10)

其中，I_rough(x^reg，y^reg)为粗配准偏振子图像在坐标(x^reg，y^reg)处的强度。