[发明专利]实现多光谱伪彩色图像的配准融合方法

说明书

技术领域

本发明属于光谱图像处理技术领域，主要涉及一种光谱图像的配准融合处理方法，尤其涉及一种多光谱伪彩色图像的配准融合方法。

背景技术

光谱图像是通过光学分光技术获取的以某一波长点为中心，带宽为±10nm以下的窄带光谱灰度图像。在0.4～1.0um可见光到近红外波段范围内，能获取多个波长点的光谱图像。由于不同目标能量的光谱分布是不相同的，利用这一特性，可以在光谱图像内区分出不同目标。因而在生物医学、农林地质遥感探测、军事目标侦察等众多领域有着广泛应用。

多光谱图像伪彩色融合是将不同光谱的灰度图，融合成一幅RGB三色的伪彩色图，伪彩色图含有更丰富的图像信息，人眼能更容易识别伪装目标。

多光谱图像融合的基础是多光谱图像的配准，多光谱图像的配准难点在于，目标在不同光谱灰度图像之间存在较大的灰度差异，甚至会出现反对比度的情况，基于灰度的配准方法会因反对比度的存在而失败，而基于特征的配准方法常常需要人工的参与，实时性差，成功率低，不利于实际使用。

SPIE Vol.6946发表了一篇“Spectral detection and monitoring of marine mammals”的论文，文章中论述的MANTIS-3多光谱相机，它是由一个滤光板、四个镜头和四个CMOS探测器组成，能同时采集四幅不同波长点的光谱图像，该文章对于光谱图像的处理是将不同传感器在相同视场角下获得的同一场景的多幅光谱图像进行自动配准后，再选其中的三幅图像融合成RGB伪彩色图，但文章中没有对光谱图像的配准方法进行描述，配准方法不详。

中国专利ZL2008100645595.5公开了一种基于小成分及噪声成分的多光谱图像配准方法，该方法首先对多光谱图像进行比例变换、区域选择、控制点选择预处理，然后利用传统的基于灰度和基于特征的方法以某个谱段图像作为参考图像对其他图像一一初步配准，再采用小成分及噪声成分的分析方法进行反复多次精确配准，其配准精确度明显优于传统的基于灰度和特征的方法，但是其计算过程复杂，运算量大，实时性差，难以在工程中实现，不能满足实际战术的使用要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提供一种实时、准确、快速的多光谱伪彩色图像的配准融合方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的多光谱伪彩色图像配准融合方法是由具有四个成像通道和计算机的多光谱成像装置实现的，每个成像通道包含成像镜头1-1、滤光组件1-2和CCD探测器1-3，每个滤光组件1-2由镶嵌在转轮上的w个滤光片组成且w≥2，四个成像通道中均带有一个波段相同的滤光片，其余均为波长不同的滤光片；计算机2内置有多光谱伪彩色图像配准融合软件包；当多光谱成像装置上电后，所述多光谱伪彩色图像配准融合软件包执行以下操作步骤：

第一步：等待接收相同波段图像配准命令，当接收到相同波段图像配准命令时执行第二步；

第二步：向滤光组件发送λ0A，λ0B，λ0C，λ0D进入各自成像通道指令；

其中：λ0A、λ0B、λ0C和λ0D分别为第一至第四成像通道中的滤光片且这四个滤光片的波段相同；

第三步：同步采集第一至第四成像通道CCD输出的一帧图像即图像P_λ0A（e，f）、图像P_λ0B（e，f）、图像P_λ0C（e，f）和图像P_λ0D（e，f）并缓存，其中,e=1,2,3…,E，f=1,2,3…,F；

第四步：令第一成像通道图像P_λ0A（e，f）的中心坐标为该图像的配准中心坐标，和取值分别根据四舍五入取整，并以图像P_λ0A（e，f）为基准，采用灰度相关配准方法分别对图像P_λ0B（e，f）、图像P_λ0C（e，f）和图像P_λ0D（e，f）进行配准，得到第二至第四成像通道图像的配准中心坐标并缓存；

第五步：等待接收不同波长图像配准命令，当接收到不同波长图像配准命令时执行第六步；

第六步：向滤光组件发送λAi，λBj，λCm，λDn(i=1,2,3,…,w-1；j=1,2,3,…,w-1；m=1,2,3,…,w-1；n=1,2,3,…,w-1)进入各自成像通道指令；

其中：λAi、λBj、λCm和λDn分别为第一至第四成像通道中的滤光片且这四个滤光片的波长不同；