一种多波段变焦光电经纬仪图像配准方法技术

本发明专利技术公开了一种多波段变焦光电经纬仪图像配准方法，以解决现有红外和可见光多波段图像配准方法存在红外图像和可见光图像的配准不准确且配准效率较低的问题。本发明专利技术提供的图像配准方法先选定基准图像，再根据其他图像与基准图像之间的放大倍率对其他图像进行尺度变化，之后根据对应探测器的光轴投影位置信息获取图像之间的方位关系，再根据方位关系获取像素水平偏移量和像素垂直偏移量，最后进行配准，该方法相比现有配准方法大大提高了配准效率和配准精度。效率和配准精度。效率和配准精度。

【技术实现步骤摘要】
对长波红外数字图像I
lwir
进行相应的尺度变换，按照放大倍率M3对中波红外数字图像I
mwir
进行相应的尺度变换；
[0013]步骤3具体为，获取可见光彩色数字图像I
vis
、长波红外数字图像I
lwir
和中波红外数字图像I
mwir
对应探测器光轴在垂直平面上的投影位置信息；以可见光彩色数字图像I
vis
对应的光轴投影位置信息为基准光轴投影位置信息，计算另外两个图像的光轴投影位置信息与所述基准光轴投影位置信息之间的方位关系。
[0014]进一步地，在步骤3中，所述另外N
‑
1个图像对应的探测器光轴与所述基准图像对应的探测器光轴相互平行时，所述方位关系为直线方程；
[0015]步骤4具体为，按所述直线方程对所述另外N
‑
1个图像进行目标轮廓模板匹配，获取所述另外N
‑
1个图像与基准图像之间的像素水平偏移量和像素垂直偏移量。
[0016]进一步地，步骤5中，在实现多波段变焦光电经纬仪图像配准前，还包括剪裁和/或填充可见光彩色数字图像I
vis
、长波红外数字图像I
lwir
和中波红外数字图像I
mwir
的步骤。
[0017]进一步地，步骤2中，所述M3＝M1*M2，其中M2为中波红外数字图像I
mwir
相对于长波红外数字图像I
lwir
的放大倍率。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]1、本专利技术提供的图像配准方法根据放大倍率进行尺度变化，之后根据投影位置信息获取方位关系，再根据方位关系获取像素水平偏移量和像素垂直偏移量，最后进行配准，该方法相比现有配准方法大大提高了配准效率和配准精度。
[0020]2、本专利技术提供的图像配准方法用N个波段像位关系特性获取约束直线方程，沿着直线方程进行目标轮廓模板匹配，以准确获取图像之间的像素偏移量，根据该偏移量进行平移匹配，大幅度减小轮廓模板匹配搜索区域，提高了配准精度和配准效率。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例多波段变焦光电经纬仪图像配准方法的流程图；
[0022]图2是本专利技术实施例中可见光彩色数字图像I
vis
对应光轴和中波红外数字图像I
mwir
对应光轴的光轴位置方位图，其中可见光彩色数字图像I
vis
对应的光轴与长波红外数字图像I
lwir
对应的光轴重合。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]具体以3W*2H分辨率的可见光彩色数字图像I
vis
、W*H分辨率的长波红外数字图像I
lwir
和W*H分辨率的中波红外数字图像I
mwir
像作为输入图像，可见光彩色数字图像I
vis
变焦范围为F1mm～F2mm，长波红外数字图像I
lwir
为定焦F1mm，中波红外数字图像I
mwir
变焦范围为F4mm～F5mm；焦距大小关系为F2>F1>F5>F4。本实施例选择可见光彩色数字图像I
vis
对应的探测器光轴位置信息为基准光轴位置信息。需要说明的是，该实施例中可见光彩色数字图像I
vis
对应的探测器和长波红外数字图像I
lwir
对应的探测器光轴位置信息重合，因此，进行
配准时，仅需获取一个直线方程即可。下面对该配准方法进行详细阐述，如图1所示，具体包括以下步骤：
[0025]步骤1、输入可见光彩色数字图像I
vis
、长波红外数字图像I
lwir
和中波红外数字图像I
mwir
；具体的，通过光电经纬仪获取同一场景同一时刻的可见光彩色数字图像I
vis
(分辨率为3W*2H，焦距F为F1mm
‑
F2mm)，长波红外数字图像I
lwir
(分辨率为W*H，焦距F为F1mm)和中波红外数字图像I
mwir
(分辨率为W*H，焦距F为F4mm
‑
F5mm)。
[0026]步骤2、根据三个图像的对应的焦距和像元尺寸，计算长波红外数字图像I
lwir
相对于可见光彩色数字图像I
vis
的放大倍率M1，并计算中波红外数字图像I
mwir
相对于长波红外数字图像I
lwir
的放大倍率M2，按照放大倍率M1对长波红外数字图像I
lwir
进行相应尺度变换，按照放大倍率M1*M2对中波红外数字图像I
mwir
进行相应尺度变换；M1*M2＝M3，即M3为中波红外数字图像I
mwir
相对于可见光彩色数字图像I
vis
的放大倍率。
[0027]值得一提的是，也可以直接通过焦距和像元尺寸计算中波红外数字图像I
mwir
相对于可见光彩色数字图像I
vis
的放大倍率，但是，在具体实施中，由于已经利用焦距和像元尺寸计算出长波红外数字图像I
lwir
相对于可见光彩色数字图像I
vis
的放大倍率M1，再通过焦距之比计算出中波红外数字图像I
mwir
相对于长波红外数字图像I
lwir
的放大倍率M2即获取了中波红外数字图像I
mwir
相对于可见光彩色数字图像I
vis
的放大倍率M1*M2，这样计算更加方便快捷。
[0028]步骤3、获取约束直线方程；
[0029]3.1)获取可见光彩色数字图像I
vis
、长波红外数字图像I
lwir
和中波红外数字图像I
mwir
对应探测器的光轴在同一平面上的位置信息；如图2所示，因为可见光彩色数字图像I
vis
对应的探测器和长波红外数字图像I
lwir
对应的探测器光轴位置信息重合，因此本实施例中获取的光轴位置信息只有两个点位；
[0030]3.2)以可见光彩色数字图像I
vis
为基准图像，以该基准图像对应探测器的光轴位置信息作为基准光轴位置信息；同时也是以长波红外数字图像I
lwir
对应的探测器光轴位置信息为基准光轴位置信息；
[0031]3.3)计算另外两个图像的光轴位置信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多波段变焦光电经纬仪图像配准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、输入待配准的N个图像，N个所述图像的波段均不同，N为大于等于2的正整数；步骤2、根据N个图像对应的焦距和像元尺寸，以其中一个图像为基准图像，计算另外N
‑
1个图像相对所述基准图像的放大倍率，并根据计算的放大倍率对另外N
‑
1个图像进行尺度变换；步骤3、获取所述N个图像对应探测器光轴在同一平面上的投影位置信息；以所述基准图像对应的光轴投影位置信息为基准光轴投影位置信息，计算另外N
‑
1个图像的光轴投影位置信息与所述基准光轴投影位置信息之间的方位关系；步骤4、根据所述方位关系对所述另外N
‑
1个图像进行目标轮廓模板匹配，获取所述另外N
‑
1个图像与基准图像之间的像素水平偏移量和像素垂直偏移量；步骤5、按照获取的像素水平偏移量和像素垂直偏移量分别对应平移所述另外N
‑
1个图像，实现多波段变焦光电经纬仪图像配准。2.根据权利要求1所述的多波段变焦光电经纬仪图像配准方法，其特征在于，所述N＝3，且：步骤1具体为，输入待配准的三个图像，所述三个图像分别为可见光彩色数字图像I
vis
、长波红外数字图像I
lwir
和中波红外数字图像I
mwir
；步骤2具体为，根据三个图像的对应焦距和像元尺寸，以可见光彩色数字图像I
vis
为基准图像，计算长波红外数字图像I
lwir
相对于可见光彩色数字图像I
vis
的放大倍率M1，并计算中波红外数字图像I
mwir
相对于可见光彩色数字图像I
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙策，郭敏，刘凯，谢梅林，陈明徕，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：