[发明专利]一种亚像素级影像配准方法及系统

说明书

本发明公开了一种亚像素级影像配准方法及系统。所述方法采用分阶段由粗到精的配准策略，在粗配准阶段，提取影像特征，针对影像不同区域不一致的变换情况，对目标影像和原始影像均匀分块，根据权重大小分配给影像特征不等重要性，据此拟合变换模型，高效率完成粗配准；在精配准阶段，对各影像块进行有重叠的规则划分，以粗配准阶段解算的系数为初值，修正变换模型，根据相似性测度得到各影像块最优变换模型，通过加权微调重叠区像素偏移量，实现相邻块均匀过渡，消除可能存在的微小位移对配准精度的影响，高精度完成影像的精配准。本发明所述的方法及系统在精确表达影像不同区域变换情形不一致的同时高效率实现了影像的高精度亚像素配准。

技术领域

本发明涉及遥感图像处理技术领域，尤其涉及一种亚像素级影像配准方法及系统。

背景技术

图像超分辨率重建是一种在现有红外探测器基础上提升空间分辨率的有效方法，它通过对多幅具有互补信息的低分辨率观测图像进行处理，可重构一幅或多幅高分辨率的图像。其中精确快速的配准这些低分辨率图像对于超分辨率图像重建至关重要，因此图像配准是一项基本而又关键的图像预处理技术，广泛应用在需要从多个数据源提取信息的多个领域。

在过去的几十年中，来自于许多不同领域的学者从不同角度、不同应用背景出发对图像配准问题做了很多研究，对图像配准的方法给出了详细的总结和分类，但这些方法大多是像素级精度的。而对于如遥感(多模图像融合、目标检测、超分辨率图像生成)、高精度3D重建、视觉定位、医学图像等应用中的许多关键问题，依赖于更高精度的配准，即亚像素级的图像配准。而现有技术在进行影像之间亚像素配准时，往往将影像视为一个整体，认为原始和目标影像在影像不同区域符合同一变换情况，即在两幅影像配准过程中只构建单一的变换模型进行坐标转换，从而进行影像配准。但其构建的单一变换模型不能精确表达影像不同区域不一致的变换情形。那么对于影像不同区域变换情形不一致的情况，仅采用单一变换模型进行图像配准会造成配准精度低、影像模糊等问题。考虑到高分辨率影像中微小的几何差异可能造成融合影像模糊、拼接影像中出现连续地物不对接等问题，有必要发明一种新方法，在精确表达影像不同区域变换情形不一致的同时，实现高效率的影像亚像素级精配准。

发明内容

本发明的目的是提供一种亚像素级影像配准方法及系统，通过对影像分块构建变换模型表达影像不同区域不一致的变换情况，并采用由粗到精的亚像素配准方法，高效率实现影像的高精度亚像素配准。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种亚像素级影像配准方法，所述方法包括：

获取具有互补信息的第一影像和第二影像之间的匹配特征点对，所述第一影像和所述第二影像尺寸相同；

将所述第一影像均匀划分为多个第一影像块，将所述第二影像均匀划分为多个第二影像块，所述第一影像块与所述第二影像块数量相同；

根据所述第一影像内的匹配特征点和所述第一影像块的中心像素点坐标之间的距离确定各个所述匹配特征点的最终权重；

根据所述最终权重构建每个所述第一影像块与对应的所述第二影像块之间的块变换模型；

根据所述匹配特征点和所述最终权重计算多个所述块变换模型对应的多个第一变换系数；

将所述第一影像块按照设定的重叠度划分为第一影像子块，将所述第二影像块按照相同的所述重叠度划分为第二影像子块，所述第一影像子块与所述第二影像子块数量相同，相邻的各所述第一影像子块之间具有设定的重叠度大小的重叠区域，相邻的各所述第二影像子块之间也具有相同重叠度大小的重叠区域；

根据所述第一影像子块与所述第一影像块之间的重叠范围选择相应的所述第一变换系数，以所述第一变换系数为初值计算第一变换系数改正值；

根据所述第一变换系数和所述第一变换系数改正值计算第二变换系数；