[发明专利]一种航空偏振多光谱图像配准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空偏振多光谱图像配准方法，涉及航空遥感技术领域，是图像拼接、景象匹配的基础。

背景技术

多光谱图像在农、林、地质、采矿、环保等领域有着重要应用，而且在军事领域中揭露伪装、增强目标的识别、发现新目标等方面也有广泛的用途。多光谱图像中加入了多个波段间的光谱信息，因而具有单波段图像无可比拟的优势。偏振图像能够提供更多区分目标的特征信息，不同性质的目标之间偏振特性差异较大，能够探测目标本身所具有的较为稳定的特性。

偏振多光谱图像由安装在航空设备上的相机在不同波段与不同偏振状态组合条件下获得，为了实现偏振多光谱条件下的成像，需要在设备上不断切换滤光片与偏振片的组合。从而对于同一拍摄区域，由于相机的运动使得图像产生平移、旋转、尺度和视角变化。只有将图像配准到统一的坐标系下，才能用于目标检测、目标跟踪等。

图像配准是多种图像处理及应用的基础，基本任务之一是将不同时间、不同传感器、不同视角及不同拍摄条件下获取的两幅或多幅图像进行几何匹配，目的是使同一坐标下的像素对应同一场景点。在配准过程中，通常以其中的一幅图像作为参考图像，其它图像相对于参考图像进行匹配，称为测量图像。图像配准是许多应用问题的必要预处理步骤，如对不同传感器获得的图像进行融合、全景图像拼接、计算机视觉、医学诊断与辅助治疗等。

从已发表的文献和专利来看，现有的图像配准方法都是基于图像内容的配准方法，需要逐像素点进行计算，存在计算量大的缺点，实时性较差。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种航空偏振多光谱图像配准方法，通过研究航空偏振多光谱图像的成像原理实现图像配准，不需要逐像素点进行计算，大大降低计算量。

技术方案

一种航空偏振多光谱图像配准方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：从采集的原始偏振多光谱航空遥感图像I_i(i＝1，…，n)中选择一幅为参考图像I_j，其中j为1，...，n中的任意一个数字，除I_j之外的I_i(i＝1，...，n且i≠j)为测量图像；

步骤2：根据小孔成像几何模型计算测量图像的成像光心在测量图像的成像坐标系中的坐标(X_T，Y_T，Z_T)，计算参考图像的成像光心在参考图像的成像坐标系中的坐标(X′_T，Y′_T，Z′_T)；所述成像坐标系为：原点O在相机对地平面的垂直投影点，相机运动方向为Y轴方向，原点与相机所在点连线为Z轴，右手直角坐标系OXYZ；

步骤3：根据相机运动成像几何模型旋转矩阵和相对位移矩阵计算测量图像的成像坐标系到参考图像的成像坐标系的坐标旋转矩阵R和平移向量(p，q，r)^T；

所述的REg=-sinBcosB0-sinBcosL-sinBsinLcosLcosBcosLcosBsinLsinL;]]>