[发明专利]一种高精度合成孔径雷达图像自动配准方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及图像配准技术，尤其涉及一种高精度合成孔径雷达（SAR，Synthetic Aperture Radar）图像自动配准方法及设备。

背景技术

在遥感图像集成分析中，图像配准是遥感数据分析和处理的基础，是图像融合、动态变化检测、三维地形重建、遥感图像镶嵌等应用技术的关键环节。近年来，遥感图像自动配准技术发展迅速，但有关SAR图像自动配准的研究却处于起步阶段。

SAR图像配准是将不同时期、不同视点、或者不同传感器获得的同一地域、或者同一物体的图像进行叠加的过程，它的主要目的是消除或者减少待配准的SAR图像之间由于成像条件不同所引起的畸变，从而使待配准的SAR图像之间在灰度和几何结构上达到一致。

目前，已有一些有关SAR图像的自动配准算法相继被提出，如基于相关峰值的SAR图像配准算法和基于特征点的SAR图像配准算法。但是，这些配准方法的问题在于：要获得的高精度的图像配准信息时计算量会急剧增大.，如何以较低的运算量实现高精度的亚像素级的配准是目前亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种高精度SAR图像自动配准方法及设备，可以实现亚像素级的图像配准。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种SAR图像自动配准方法，该方法包括：

根据主图像和副图像的信号获取主图像和副图像之间的像素级平移参量；

根据像素级平移参量对主图像进行平移，得到平移主图像；根据所述平移主图像和副图像的信号获取平移主图像和副图像的归一化相位相关矩阵；

获取归一化相位相关矩阵的稳定相位，并将所述稳定相位分别沿像素的行向和列项求平均，得到列向量V₁和行向量V₂；

通过对所述列向量V₁和行向量V₂采用最小二乘法、或伪奇异值分解（SVD，Singular Value Decomposition）方法，获取平移主图像和副图像之间的亚像素级平移参量；根据亚像素级平移参量对副图像进行平移。

上述方案中，获取主图像和副图像之间的像素级平移参量之前，该方法还包括：对主图像和副图像分别进行滤波；

获取平移主图像和副图像之间的亚像素级平移参量之前，该方法还包括：对列向量V₁和行向量V₂分别进行滤波。

上述方案中，所述获取主图像和副图像之间的像素级平移参量包括：对主图像和副图像的信号分别进行傅里叶变换；根据傅里叶变换结果获取主图像和副图像的归一化相位相关矩阵；对归一化相位相关矩阵进行傅里叶反变换；获取傅里叶反变换结果的峰值位置，所述峰值位置即为像素级平移参量。

上述方案中，所述根据平移主图像和副图像的信号获取平移主图像和副图像的归一化相位相关矩阵包括：对平移主图像和副图像的信号分别进行傅里叶变换；根据傅里叶变换结果获取平移主图像和副图像的归一化相位相关矩阵。

上述方案中，对所述列向量V₁采用伪SVD方法具体为：构造一个二维矩阵S₁，所述二维矩阵中的每一列均为列向量V₁；采用SVD方法获取所述二维矩阵S₁沿列方向的斜率d₁；亚像素级平移参量的横坐标为d₁W/2π；其中，W为二维矩阵S₁的列数；

对所述行向量V₂采用伪SVD方法具体为：构造一个二维矩阵S₂，所述二维矩阵中的每一行均为行向量V₂；采用SVD方法获取所述二维矩阵S₂沿行方向的斜率d₂；亚像素级平移参量的纵坐标为d₂L/2π；其中，L为二维矩阵S₂的行数。

本发明提供了一种高精度SAR图像自动配准设备，该设备包括：像素级平移模块、亚像素级平移模块；其中，

所述像素级平移模块，用于根据主图像和副图像的信号获取主图像和副图像之间的像素级平移参量；根据像素级平移参量对主图像进行平移，得到平移主图像；