基于特征点几何拓扑关系的SAR图像自动配准方法技术

技术编号:20567331 阅读:46 留言:0更新日期:2019-03-14 09:47
本发明专利技术公开了一种基于特征点几何拓扑关系的SAR图像自动配准方法,属于遥感图像处理及应用领域。本发明专利技术通过提取图像固定区域及质心、确定非共线匹配点对之间的几何拓扑关系、基于几何拓扑关系寻找完备匹配点集合、筛选同名点集以及图像配准五个步骤,完成了仿射变换下SAR图像的自动配准,解决了通常SAR图像配准方法存在的对图像灰度及噪声敏感等问题,具有抗噪能力强、配准精度高、算法复杂度低等优点,在地理遥感及军事侦察等方面具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于特征点几何拓扑关系的SAR图像自动配准方法
本专利技术涉及一种图像自动配准方法,特别是涉及具有仿射变换关系的SAR图像自动配准方法。
技术介绍
图像配准是一个将不同时期、不同视点或不同传感器获得的同一地域或地物的两幅或多幅图像进行线性或非线性变换,使两幅图像在几何关系上达到匹配的过程。它的工作原理是利用参考图像与待配准图像中的同名特征点对获取两幅图像之间的变换关系,从而将待配准图像的坐标系变换到参考图像的坐标系中。变换关系的参数估计为图像自动配准的关键技术。目前图像自动配准主要有两种途径:(1)基于图像灰度的方法;(2)基于特征的方法。方法(1)直接利用灰度信息寻找图像间的变换关系,对辐射特性比较敏感,不太适合辐射失真较大的情况,更不适合斑点噪声较强的SAR图像之间的配准。方法(2)首先从两幅图像中分别提取一些几何特征(如区域、曲线、直线以及角点等)作为基元,寻找基元之间的匹配关系,而后将匹配基元对转换成同名点对,最终实现变换参数估计。这类方法克服了基于灰度方法的缺点,已成为目前图像自动配准研究的主要发展方向。但此类方法大多存在几何基元提取易受图像质量影响的不足,并且基元特征提取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于特征点几何拓扑关系的SAR图像自动配准方法,其特征在于包括以下几个步骤:步骤一:提取参考图像与待配准图像的固定区域及质心利用区域生长的方法对水域、草坪、农田以及道路等在图像上表现为平滑暗区的固定区域进行提取,提取固定区域后,区域中所有像素点的坐标均值即为区域的质心,将质心作为特征点用于后续的图像配准;步骤二:确定符合同一个仿射变换关系的所有非共线点对之间的几何拓扑关系,包括以下步骤:2.1)分别从参考图像与待配准图像中提取特征点集并构建基准三角形点对令P={p1,p2,..,pn}与Q={q1,q2,..,qn}分别为从参考图像与待配准图像中提取的特征点集,将任意三个非共线点对(pi,...

【技术特征摘要】
1.基于特征点几何拓扑关系的SAR图像自动配准方法,其特征在于包括以下几个步骤:步骤一:提取参考图像与待配准图像的固定区域及质心利用区域生长的方法对水域、草坪、农田以及道路等在图像上表现为平滑暗区的固定区域进行提取,提取固定区域后,区域中所有像素点的坐标均值即为区域的质心,将质心作为特征点用于后续的图像配准;步骤二:确定符合同一个仿射变换关系的所有非共线点对之间的几何拓扑关系,包括以下步骤:2.1)分别从参考图像与待配准图像中提取特征点集并构建基准三角形点对令P={p1,p2,..,pn}与Q={q1,q2,..,qn}分别为从参考图像与待配准图像中提取的特征点集,将任意三个非共线点对(pi,qi′)、(pj,qj′)与(pk,qk′)组成基准三角形点对,其中,pi、pj与pk为点集P中的特征点,下标i、j与k代表特征点在点集中的序号,qi′、qj′与qk′分别表示点集Q中的特征点,下标i′、j′与k′代表特征点在点集中的序号;2.2)确定基准三角形点对的支持集合基准三角形点对的支持集合为其中所有任意两个点对的支持集合的交集,即SSii′jj′kk′=SSii′jj′∩SSii′kk′∩SSjj′kk′(1)其中,SSii′jj′kk′是基准三角形点对{(pi,qi′),(pj,qj′),(pk,qk′)}的支持集合,其中的任一个点对与基准三角形点对中任两个点对组成的三角形点对,均与基准三角形点对具有相同的面积比;SSii′jj′是点对(pi,qi′)与(pj,qj′)的支持集合,SSii′jj′中每一个点对与(pi,qi′)、(pj,qj′)组成的三角形点对均与基准三角形点对具有相同的面积比,SSii′kk′与SSjj′kk′分别为点对(pi,qi′)、(pk,qk′)与点对(pj,qj′)、(pk,qk′)的支持集合;2.3)确定符合基准三角形点对确定的仿射变换关系的非共线点对之间的几何拓扑关系若基准三角形点对的支持集合为空集,则只有该基准三角形中的三个点对符合自身确定的仿射关系;否则,从基准三角形点对与其支持集合中任取一点对,两点对的支持集合与基准三角形点对的支持集合的交集中的点均符合由基准三角形点对确定的仿射变换关系;步骤三:基于几何拓扑关系寻找完备匹配点集合定义完备匹配点集合为符合同一个仿射变换关系的所有点对集合,由步骤二得到的仿射变换下特征点间的几何拓扑关系可知,若从基准三角形点对与其支持集合中任取一点对,则两点对的支持集合与基准三角形点对的支持集合的交集与基准三角形点对共同构成一个完全匹配点集,即:其中,CMSii′jj′kk′为包含基准三角形点对{(pi,qi′),(pj,qj′),(pk,qk′)}的完备匹配点集,SShh′tt′为基准三角形点对中的任两个元素(ph,qh′)与(pt,qt′)的支持集...

【专利技术属性】
技术研发人员:王玮晏行伟雷兵施建华
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学
类型:发明
国别省市:湖南,43

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