[发明专利]基于特征优化及最优拼接缝的航空遥感图像拼接方法

说明书

一种基于特征优化及最优拼接缝的航空遥感图像拼接方法，属于图像处理技术领域。本发明的目的是针对航空侦察相机拍摄的遥感图像进行自动拼接方法的基于特征优化及最优拼接缝的航空遥感图像拼接方法。本发明步骤是：利用改进的SURF算法进行图像特征点的粗匹配，利用基于正态分布的特征点精匹配，图像融合。本发明不需要人工进行参与，可以根据图像文件的类型实现全景图像的自动拼接。本专利提出的拼接的方法具有处理速度快、拼接精度高的特点，通过预定义特征检测的区域，提高特征点检测的效率，提出一种特征点的筛选方法可以用来计算更加准确的变换矩阵，实现更准确的配准，提出的拼接缝搜索方法可以有效保护重叠区域的显著目标，保证目标的完整性。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域。

背景技术

图像拼接技术是一种将具有重叠区域的多幅图像拼接成一幅大视场的全景图像的图像处理技术。通常情况下，由于成像设备性能所限，无法获得大面积的区域图像，因此需要利用图像拼接技术将获取的序列遥感图像实现实时拼接并显示，以保证地面专家全面掌握地面目标情况以做出正确的决策。

图像拼接需要在相邻两幅图像的重叠区域中搜索并匹配相同的图像内容，从而确定两幅图像之间的位置关系，实现相邻两幅图像对接处理。从拼接实现的方法上看，图像拼接可以分为手动拼接和自动拼接两类。手动拼接容易使拼接后的图像在接缝处出现错位或全局图像出现区域色调不一致的现象，无法有效保证图像的质量和拼接工作的效率。自动拼接是利用计算机实现拼接过程的自动化处理，提高图像处理的效率。从拼接实现的技术上看，图像拼接一般包括图像配准和图像融合两个步骤，图像配准的目的是根据几何运动模型将所有图像统一到同一坐标系下，图像融合则是将配准后的图像合成一张全景图像，实现相邻图像间的自然过渡。

目前在多条带线阵推扫图像、线阵摆扫图像以及全景图像的拼接上一般利用图像处理软件进行人工拼接作业，虽然人工作业可以保证拼接结果图中重要目标的清晰度和完整度，但耗费大量人力参与，极大地降低了信息处理的效率。

因此在航空遥感图像拼接工作中，由于地物目标丰富以及拍摄过程中光照条件的差异，传统拼接方法极易在拼接图的重叠区域出现目标错位、重影以及明显拼接缝等问题，如何实现快速、精确、自然的图像拼接，是图像自动拼接技术研究的关键问题。

发明内容

本发明的目的是针对航空侦察相机拍摄的遥感图像进行自动拼接方法的基于特征优化及最优拼接缝的航空遥感图像拼接方法。

本发明步骤是：

S1、利用改进的SURF算法进行图像特征点的粗匹配：

采用欧式距离作为相似性度量准则，若p_i代表匹配图像的特征点，q_i代表待匹配图像特征点，则欧式距离为

采用最近邻和次近邻距离之比的方法，首先在待匹配图像上搜索欧式距离最近的特征点q_i和欧式距离次近的特征点q_j，求得p_i与q_i的欧式距离d₁和p_i与q_j欧式距离d₂，设置阈值r，当d₁/d₂≤r时，则认为(p_i,q_i)为一组正确的匹配点；

通过给回溯可能路过的点加入队列，并按照查询点到这些点的距离进行排序，搜索时从根节点开始，沿着一个子树分支进行搜索，每当遇到一个需要转向其他分支的节点时，便把分支处入口节点及其信息放入优先级队列，提取队列中优先级最高的节点，以该点为根节点，重复以上的操作，直到队列为空，运行停止；同时算法设置了时间限制，超过时间阈值时运行停止，返回当前最近邻点并输出；

S2、利用基于正态分布的特征点精匹配：