[发明专利]一种用于机场跑道图像的亚像素配准方法

摘要

本发明公开了一种用于机场跑道图像的亚像素配准方法，属于图像处理技术领域，主要解决实际场景中光强不一致的结构信息稀疏图像的亚像素傅立叶配准问题。本发明的具体实现步骤为：对参考图和待配准图进行亚像素的傅立叶配准，并基于傅立叶配准结果选取变换参数进行投影变换，进而进行遍历配准；将图像转到HSV空间，在S通道和V通道进行亚像素的傅立叶配准，根据配准值进行校正指标的计算；依据此校正指标判断最终亚像素配准结果。本发明可应用于光照不一致的结构信息稀疏的图像配准问题中。

主权项

一种用于机场跑道图像的亚像素配准方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：输入参考图和待配准图，并在参考图中截取参考区域、在待配准图中截取待配准区域，其中参考区域与待配准区域的尺寸相同；步骤2：对参考区域、待配准区域进行整数像素的傅立叶配准，对两区域的互功率谱进行傅立叶逆变换，得到冲激函数；根据冲激函数的最大值及其邻域值进行高斯曲线拟合，将拟合曲线的最大值位置作为亚像素傅立叶配准的初始值(x0,y0)；步骤3：对配准的初始值(x0,y0)进行向上或下取整，得到取整参数(X,Y)并作为遍历区域的中心点，初始化遍历区域参数k＝1，进行逐级扩大遍历配准：301：设置第k级遍历区域的边界最大值为(X+k,Y+k)、(X+k,Y‑k)、(X‑k,Y+k)、(X‑k,Y‑k)；将第k级遍历区域均分为N个图像单元，每个图像单元的坐标记为点(x,y)表示，用M表示第k级遍历区域包括的像素点数目，则N大于或等于2M；分别将第k级遍历区域的每个点(x,y)作为平移向量，将待配准区域投影至参考图，得到投影区域，计算区域参考区域、投影区域之间的差分图能量值并作为点(x,y)的能量值；302：判断第k级遍历区域的最小能量值的点(x,y)是否位于第k级遍历区域的边界上，若是，则执行步骤303；否则，执行步骤304；303：判断k是否小于预设阈值a，若是，则更新遍历区域参数k＝k+1，返回步骤301；否则，执行步骤304；。步骤304：将第k级遍历区域的最小能量值的点(x,y)作为校正值,并标记为(x1，y1)；步骤4：判断|x0‑x1|＞1是否成立，若是，则执行步骤5；否则执行步骤6；步骤5：将区域A和区域B转换到HSV色彩空间，再进行HSV空间下的S通道和V通道的分离，并分别基于S、V通道下的图像信息执行步骤2，得到S通道、V通道下的亚像素傅立叶配准的初始值，将S通道下的初始值记为(xs,ys)，V通道下的初始值记为(xv,yv)；对xs和xv进行加权和计算得到校正指标L，即L＝a×xs+b×xv，其中权重a、b大于或等于0，且a、b之和为1；步骤6：基于初始值(x0,y0)和校正值(x1，y1)的误差值选择最终配准值：若|x0‑x1|≤1，且|y0‑y1|≤1，则最终配准值为初始值；若|x0‑x1|≤1，且|y0‑y1|＞1，则最终配准值为(x0,y1)；若|x0‑x1|＞1，则基于x0、x1与校正指标L的误差值判断初始值和校正值中最接近校正指标L的项：若|x0‑L|＜|x1‑L|，则初始值最接近校正指标L；否则校正值最接近校正指标L；再将初始值和校正值中最接近校正指标L的项作为最终配准值。