【技术实现步骤摘要】
SAR图像匹配方法
本专利技术涉及一种可以广泛地应用于资源调查、环境监测、灾情评估用的SAR图像处理方法,尤其是把SAR图像与事先制备好的基准图进行匹配的方法。
技术介绍
合成孔径雷达(SAR)是一种工作于微波频段的主动成像雷达,SAR作为一种主动的成像系统,是现代微波遥感技术一个重大的进展。随着SAR成像技术的发展,要有效、及时地利用SAR图像,往往需要对SAR图像进行深入精细处理,SAR图像匹配技术就是一项根基技术。SAR图像匹配是指寻求SAR图像与事先制备好的基准图中像素点对应关系的过程,是SAR图像处理中的一项重要的基础技术,应用于各种场景中,例如匹配定位、图像拼接、三维重建和匹配识别等。图像匹配的质量直接关系到定位、拼接、三维重建和识别的效果。与其它相干成像系统类似,SAR也有其固有的缺点,如强斑点噪声,低信噪比等。SAR图像中存在相干斑噪声,噪声的存在会对图像匹配产生干扰。SAR图像匹配方法主要分为基于灰度的匹配和基于特征的匹配。基于灰度的方法利用待匹配图像和基准图像的灰度相似性进行匹配,主要依据图像的灰度值分布,包括互信息法、归一化互相关(NCC)、互信息(MI)、聚类奖励法和交叉累计剩余熵法等。这些方法对SAR图像来说具有一定的鲁棒性,但计算量较大,并且当待匹配图像和基准图之间存在角度和尺度差异的情况下匹配效果较差。由于获取条件与成像机理不一样,不同SAR图像之问灰度有很大差异,因此灰度信息用来作为匹配的共性特征效果较差,而且计算量大、耗费时间长,不能满足在海量基准图像中进行匹配的需求。基于特征的方法不直接利用灰度相似性,而是利用特征相似性 ...
【技术保护点】
1.一种SAR图像匹配方法,其特征在于包括如下步骤:首先对待匹配的合成孔径雷达SAR图像进行正射校正,通过正射校正来进行预处理消除SAR图像的旋转;然后对SAR图像进行分块,根据每一小块SAR图像的经纬度坐标去基准图中提取一小块基准图来进行相关匹配,利用分块相关匹配算法对SAR图像和提前制备的基准图像进行分块相关匹配;再利用相关匹配方法初步提取同名点,通过提前制备的基准图像进行配准获得同名点,根据同名点的空间位置筛选同名点,去除错误的同名点;在同名点中寻找最匹配向量最集中的区域,利用筛选出来的同名点计算仿射矩阵;在匹配过程中采用快速傅氏变换FFT来加速计算完成SAR图像与基准图的匹配。
【技术特征摘要】
1.一种SAR图像匹配方法,其特征在于包括如下步骤:首先对待匹配的合成孔径雷达SAR图像进行正射校正,通过正射校正来进行预处理消除SAR图像的旋转;然后对SAR图像进行分块,根据每一小块SAR图像的经纬度坐标去基准图中提取一小块基准图来进行相关匹配,利用分块相关匹配算法对SAR图像和提前制备的基准图像进行分块相关匹配;再利用相关匹配方法初步提取同名点,通过提前制备的基准图像进行配准获得同名点,根据同名点的空间位置筛选同名点,去除错误的同名点;在同名点中寻找最匹配向量最集中的区域,利用筛选出来的同名点计算仿射矩阵;在匹配过程中采用快速傅氏变换FFT来加速计算完成SAR图像与基准图的匹配。2.如权利要求1所述的SAR图像匹配方法,其特征在于:在正射校正中,首先确定合成孔径雷达SAR图像四个角点的经纬度,将待匹配SAR图像中待定位目标的行列坐标设为(i,j),针对待定位目标建立距离-多普勒方程组:距离方程FR=R0+(i-i0)ΔR-|PS′-P|=0(1)多普勒方程椭球方程其中,R0是场景中心点的斜距,(i0,j0)是SAR图像场景中心点在图像中的行列坐标,ΔR是距离分辨率,PS′是目标对应的雷达地心地固(ECEF)坐标系的坐标,P是待定位点的ECEF坐标,V是雷达的ECEF速度,fdc是多普勒中心,λ是波长,X、Y和Z分别表示待定位点的ECEF坐标P的三个坐标轴分量,a表示参考椭圆的半长轴长度,b表示参考椭圆的半短轴长度,h表示目标高度。3.如权利要求2所述的SAR图像匹配方法,其特征在于:目标对应的雷达ECEF坐标其中,PS是雷达参考中心的ECEF坐标,PRF是脉冲重复频率,并且PS=[XSYSZS]T,ECEF速度V=[VXVYVZ]T,T表示向量的转置。“·”表示两个向量的数量积,|…|表示向量的长度长度。4.如权利要求2所述的SAR图像匹配方法,其特征在于:利用最小二乘法对距离方程FR、多普勒方程FD和椭球方程FE的方程组进行求解,得到待定位点的ECEF坐标P,进而转化为经纬高坐标Plla。5.如权利要求2所述的SAR图像匹配方法,其特征在于:按最小二乘法,计算SAR图像四个角点的经纬高Plla1=[Lon1,Lat1,H1]、Plla2=[Lon1,Lat1,H1]、Plla3=[Lon3,Lat3,H3]和Plla4=[Lon4,Lat4,H4],其中,Lon1、Lat1和H1分别表示左上角的经度、纬度和高度,Lon2、Lat2和H2分别表示左下角的经度、纬度和高度,Lon3、Lat3和H3分别表示右上角的经度、纬度和高度,Lon4、Lat4和H4分别表示右下角的经度、纬度和高度。6....
【专利技术属性】
技术研发人员:吴元,赖作镁,
申请(专利权)人:西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所,
类型:发明
国别省市:四川,51
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