[发明专利]一种基于仿射不变特征与海岸线约束的海岸带遥感影像自动配准方法

权利要求书

1. 一种基于仿射不变特征与海岸线约束的海岸带遥感影像自动配准方法，包括以下步骤：

步骤1、海岸线及陆地区域影像提取——分别提取参考海岸带遥感影像、待配准海岸带遥感影像的海岸线及陆地区域影像；

步骤2、生成SIFT特征点及特征向量——分别使用SIFT算子对两幅陆地区域影像进行仿射不变特征检测，得到两幅陆地区域影像的SIFT特征点，并对检测到的所有SIFT特征点生成特征向量；

步骤3、SIFT特征点匹配——两幅陆地区域影像的SIFT特征点的特征向量之间做距离运算，将特征向量之间距离最近的若干对SIFT特征点作为匹配的SIFT特征点对； 

步骤4、计算单应矩阵参数——使用RANSAC方法对匹配的SIFT特征点对进行处理，RANSAC方法的输入参数为距离阈值、输入的几何模型为参数未知的单应矩阵，处理后获得局内SIFT特征点对及单应矩阵的具体参数，首次执行本步骤时RANSAC方法的距离阈值取值范围为（0，1]；

步骤5、计算平均横截距离——利用步骤4中获得的含有具体参数的单应矩阵对待配准影像的海岸线进行变换，将变换后海岸线与参考影像的海岸线重叠，并计算两海岸线对之间的平均横截线距离；

步骤6、获得最优单应矩阵——逐步增大RANSAC方法的距离阈值，并重复步骤4至步骤5直到平均横截线距离出现突变，得到若干组由距离阈值、局内SIFT特征点对、含有具体参数的单应矩阵、平均横截线距离构成的实例，以平均横截线距离突变前一个实例作为最优实例，该最优实例的距离阈值为最优距离阈值，该最优实例的单应矩阵即为最优单应矩阵；

步骤7、影像配准——利用步骤6中得到的最优单应矩阵对待配准海岸带遥感影像进行变换，完成影像配准。

2. 根据权利要求1所述的基于仿射不变特征与海岸线约束的海岸带遥感影像自动配准方法，其特征在于：以设定的打断间隔对参考海岸线打断，对于每个断点在其法线方向上构建横截线，与变换后的海岸线相交，计算横截线长度，若不相交，则横截线长度为0，计算所有横截线的平均距离即为两海岸线之间的平均横截线距离。

3. 根据权利要求2所述的基于仿射不变特征与海岸线约束的海岸带遥感影像自动配准方法，其特征在于：打断间隔设置为10个像素。

4. 根据权利要求1-3任一项所述的基于仿射不变特征与海岸线约束的海岸带遥感影像自动配准方法，其特征在于：首次执行步骤4时，距离阈值取值为0.001，第二、第三、第四次执行步骤4时，距离阈值分别取0.1,1，5，第四次执行步骤4以后，距离阈值每次增加5。

5. 根据权利要求4所述的基于仿射不变特征与海岸线约束的海岸带遥感影像自动配准方法，其特征在于：对步骤6中，当前实例的平均横截线距离大于前一实例的平均横截线距离5倍，则判定出现突变，前一实例为最优实例。

6. 根据权利要求5所述的基于仿射不变特征与海岸线约束的海岸带遥感影像自动配准方法，其特征在于：步骤6中，如果距离阈值增加到100时，平均横截线距离仍未出现突变，则判定当前两影像无法实现自动配准，并停止配准。

7. 根据权利要求1所述的基于仿射不变特征与海岸线约束的海岸带遥感影像自动配准方法，其特征在于：步骤1中，使用Level set方法提取海岸线，把提取到的海岸线转换成面数据，并对水域部分进行过滤，得到陆地区域影像。

8. 根据权利要求1所述的基于仿射不变特征与海岸线约束的海岸带遥感影像自动配准方法，其特征在于：步骤3中，匹配SIFT特征点时，当最小特征向量距离与次最小特征向量距离的比值大于0.6时，特征向量距离最小的那一对SIFT特征点作为匹配的SIFT特征点对。