[发明专利]基于多通道的最小二乘匹配方法

摘要

本发明是一种基于多通道的最小二乘匹配方法，主要用于多通道遥感影像的匹配优化包括：首先，以初始粗匹配点为中心选取一个固定尺寸的影像窗口；然后，基于影像窗口中对应像素在对应通道中的亮度值建立误差方程，进行辐射畸变和几何畸变改正参数的迭代优化，搜索最佳匹配点位。本发明相比原有的基于灰度影像的匹配方法，能够降低颜色差异对匹配结果的干扰，提高遥感影像匹配的精度和稳定性。

主权项

1.一种基于多通道的最小二乘匹配方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，初始匹配前方交会得到物方三维点坐标P(Xc,Yc,Zc)，步骤2，基于匹配点及其周围影像窗口中各像素在不同通道灰度值建立误差方程，通过辐射畸变和几何畸变改正值的迭代优化，搜索最佳匹配点位，实现包括以下步骤，步骤2.1，以参考影像上待匹配像点(x0c,y0c)为中心，一个像素为采样间隔，从参考影像上取出一个μ×μ个像素大小的影像窗口，记为R(x0,y0)；步骤2.2，以三维点P(Xc,Yc,Zc)为起点(a,b,c)为法向量建立初始物方面元P，法向量(a,b,c)的方向角(α,β)为预设值；步骤2.3，计算影像窗口R(x0,y0)中各像素投影到物方面元上的物点坐标，记为P(X,Y,Z)；步骤2.4，由共线条件方程计算物方面元上物点P(X,Y,Z)投影到搜索影像上的像点坐标，得到搜索影像窗口S(xi,yi)；步骤2.5，分别计算参考影像窗口R(x0,y0)与搜索影像窗口S(xi,yi)中对应像素点(x0,y0)与(xi,yi)在各波段通道中的灰度值g0k(x0,y0,z0k))和gik(xi,yi,zik)，其中k＝1,2,…,n为通道编号，n为影像波段数；步骤2.6，匹配影像窗口内逐像素逐波段通道建立最小二乘误差方程如下， v k = dh 0 i + g i k ( x i , y i , z k ) · dh 1 i + h 1 i ( ∂ g i k ∂ x i dx i + ∂ g i k ∂ y i dy i ) - ( g 0 k ( x 0 , y 0 , z k ) - h 0 i - h 1 i · g i k ( x i , y i , z k ) ) - - - ( 1 ) ]]>其中，vk为投影误差，h0i、h1i为辐射畸变系数，dh0i和dh1i分别为h0i和h1i的改正值，(dxi,dyi)为几何畸变改正值；步骤2.7，计算误差方程，求解辐射畸变与几何畸变改正值；步骤2.8，畸变参数迭代优化，当所有改正值小于预设改正值阈值时，停止迭代取参考影像与各搜索影像窗口的中心点为最佳匹配点位；否则，计算改正值改正畸变参数，重复步骤2.2至2.7，并将迭代次数计算值+1，当迭代次数大于预设次数阈值仍未出现所有改正值小于预设改正值阈值时，判断匹配失败。