多光譜圖像配準(zhǔn)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，尤其涉及一種多光譜圖像配準(zhǔn)方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像配準(zhǔn)（Imageregistration)是對(duì)兩幅或者多幅來(lái)自不同時(shí)間、不同傳感器、 不同照度或不同視角的同一場(chǎng)景的圖像進(jìn)行匹配的過(guò)程，用來(lái)實(shí)現(xiàn)有偏移、旋轉(zhuǎn)圖像間的 正確拼接。多光譜圖像配準(zhǔn)是指從多光譜探測(cè)器上得到的同一個(gè)場(chǎng)景的多幅圖像信息組合 在一起，利用多幅圖像在時(shí)空上的相關(guān)性和信息上的互補(bǔ)性，得到對(duì)景物的全面、清晰的描 述。然而，多光譜圖像中加入了多個(gè)波段間的光譜信息，由于圖像檢測(cè)器不同，生成的圖像 性質(zhì)各有差異，比如像素值沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，圖像紋理結(jié)構(gòu)不一致等，容易造成梯度方向反轉(zhuǎn) 等問(wèn)題。
[0003] 目前，基于特征的配準(zhǔn)是圖像配準(zhǔn)中最常見(jiàn)的方法，基于特征的配準(zhǔn)是在檢測(cè)完 特征點(diǎn)之后，需要對(duì)檢測(cè)完的特征點(diǎn)建立描述符。采用描述符可以獲取配準(zhǔn)圖像中的邊緣 部分，進(jìn)而可以獲取配準(zhǔn)圖像的特征點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)配準(zhǔn)圖像基于特征的配準(zhǔn)。其中，描述符主要 用來(lái)描述圖像中的特征點(diǎn)，作為圖像匹配的依據(jù)。描述符一般是一組向量，包括特征點(diǎn)位置 和尺度等信息。
[0004] 然而，由于目前的描述符主要用來(lái)描述圖像的特征點(diǎn)的位置和尺度等信息，在多 光譜圖像具有旋轉(zhuǎn)時(shí)，描述符中特征點(diǎn)主方向不能對(duì)應(yīng)上，對(duì)旋轉(zhuǎn)變換的魯棒性差，使得多 光譜圖像配準(zhǔn)的精度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種多光譜圖像配準(zhǔn)方法和裝置，改善了多光譜圖像在旋轉(zhuǎn)情況下的 配準(zhǔn)效果，提高了多光譜圖像配準(zhǔn)的精度。
[0006] 本發(fā)明一方面提供的多光譜圖像配準(zhǔn)方法，包括：
[0007] 分別確定參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中的特征點(diǎn)；
[0008] 計(jì)算參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B各自的主方向；
[0009] 分別將參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B沿著各自的主方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；
[0010] 分別提取旋轉(zhuǎn)后的參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中的特征點(diǎn)；
[0011] 分別對(duì)參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中的特征點(diǎn)進(jìn)行濾波；
[0012] 根據(jù)沿著各自的主方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和濾波后的參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中的特征 點(diǎn)計(jì)算參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中每個(gè)特征點(diǎn)的邊緣區(qū)域E0H描述符；
[0013] 對(duì)于待配準(zhǔn)圖像B中每一個(gè)待配準(zhǔn)的特征點(diǎn)，在參考圖像A中遍歷所有特征點(diǎn)，計(jì) 算參考圖像A中所有特征點(diǎn)與一個(gè)待匹配特征點(diǎn)之間E0H描述符的歐氏距離，將參考圖像 A中與待匹配特征點(diǎn)之間E0H描述符的歐氏距離最小的特征點(diǎn)與待配準(zhǔn)的特征點(diǎn)相匹配；
[0014] 根據(jù)參考圖像A與待配準(zhǔn)圖像B中相匹配的特征點(diǎn)對(duì)參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B 進(jìn)行配準(zhǔn)。
[0015] 本發(fā)明另一方面提供的多光譜圖像配準(zhǔn)裝置，包括：
[0016] 確定特征點(diǎn)模塊，用于分別確定參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中的特征點(diǎn)；
[0017] 第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B各自的主方向；
[0018] 旋轉(zhuǎn)模塊，用于分別將參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B沿著各自的主方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；
[0019] 提取模塊，用于分別提取旋轉(zhuǎn)后的參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中的特征點(diǎn)；
[0020] 濾波模塊，用于分別對(duì)參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中的特征點(diǎn)進(jìn)行濾波；
[0021] 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)沿著各自的主方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和濾波后的參考圖像A和待 配準(zhǔn)圖像B中的特征點(diǎn)計(jì)算參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中每個(gè)特征點(diǎn)的邊緣區(qū)域EOH描述 符；
[0022] 第一匹配模塊，用于對(duì)于待配準(zhǔn)圖像B中每一個(gè)待配準(zhǔn)的特征點(diǎn)，在參考圖像A中 遍歷所有特征點(diǎn)，計(jì)算參考圖像A中所有特征點(diǎn)與一個(gè)待匹配特征點(diǎn)之間EOH描述符的歐 氏距離，將參考圖像A中與待匹配特征點(diǎn)之間EOH描述符的歐氏距離最小的特征點(diǎn)與待配 準(zhǔn)的特征點(diǎn)相匹配；
[0023] 第二匹配模塊，用于根據(jù)參考圖像A與待配準(zhǔn)圖像B中相匹配的特征點(diǎn)對(duì)參考圖 像A和待配準(zhǔn)圖像B進(jìn)行配準(zhǔn)。
[0024] 本發(fā)明提供的多光譜圖像配準(zhǔn)方法和裝置，通過(guò)計(jì)算參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B 各自的主方向，將參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B沿著各自的主方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，減少了參考圖像 A和待配準(zhǔn)圖像B的相對(duì)的旋轉(zhuǎn)角度，提高了配準(zhǔn)精度；以及提取旋轉(zhuǎn)后的參考圖像A和待 配準(zhǔn)圖像B中的特征點(diǎn)，根據(jù)沿著各自的主方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和濾波后的參考圖像A和待配準(zhǔn) 圖像B中的特征點(diǎn)計(jì)算參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中每個(gè)特征點(diǎn)的邊緣區(qū)域EOH描述符， 將參考圖像A中與待配準(zhǔn)圖像B中待配準(zhǔn)特征點(diǎn)之間描述符歐氏距離最小的特征點(diǎn)與待配 準(zhǔn)的特征點(diǎn)相匹配，確保了EOH描述符中帶有特征點(diǎn)的主方向，加強(qiáng)了對(duì)旋轉(zhuǎn)變換的魯棒 性差，改善了多光譜圖像在旋轉(zhuǎn)情況下的配準(zhǔn)效果，進(jìn)一步提高了多光譜圖像配準(zhǔn)的精度。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的多光譜圖像配準(zhǔn)方法流程圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的多光譜圖像配準(zhǔn)方法流程圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的多光譜圖像配準(zhǔn)方法流程圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的多光譜圖像配準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二計(jì)算模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例二提供的多光譜圖像配準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的多光譜圖像配準(zhǔn)方法流程圖。如圖1所示，本發(fā)明 實(shí)施例提供的多光譜圖像配準(zhǔn)方法，包括：
[0034] S101 :分別確定參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中的特征點(diǎn)。
[0035] 具體的，采用不同傳感器、不同視角和/或不同時(shí)間可以在同一場(chǎng)景獲取兩幅或 多幅圖像，從需要配準(zhǔn)的兩幅或多幅待配準(zhǔn)多光譜圖像中獲取其中兩幅圖像，其中一幅作 為參考圖像，標(biāo)記為A，另一幅作為待配準(zhǔn)圖像，標(biāo)記為B。對(duì)獲取的參考圖像A和待配準(zhǔn)圖 像B分別進(jìn)行特征分析，確定參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B中的特征點(diǎn)。
[0036] 其中，特征點(diǎn)是在圖像中比較穩(wěn)定的點(diǎn)，一般可以是圖像中的邊緣點(diǎn)或局部極值 點(diǎn)，也可以是圖像中直線(xiàn)的交點(diǎn)，本實(shí)施在此不進(jìn)行限定。
[0037] S102 :計(jì)算參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B各自的主方向。
[0038]S103:分別將參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B沿著各自的主方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0039] 具體的，不同傳感器、不同視角和/或不同時(shí)間在同一場(chǎng)景獲取兩幅或多幅圖像 之間容易存在旋轉(zhuǎn)，因此，需要給待配準(zhǔn)的兩幅或多幅圖像定義一個(gè)各自的主方向，沿著各 自的主方向?qū)Υ錅?zhǔn)的兩幅或多幅圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使待配準(zhǔn)的兩幅或多幅圖像等同于在無(wú) 旋轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行的配準(zhǔn)，減少待配準(zhǔn)兩幅或多幅圖像的相對(duì)的旋轉(zhuǎn)角度，使其更有利于 配準(zhǔn)，提高配準(zhǔn)準(zhǔn)確率。
[0040] 舉例來(lái)說(shuō)，獲取的參考圖像A旋轉(zhuǎn)了 3度（3° )，獲取的待配準(zhǔn)圖像B旋轉(zhuǎn)了 15 度（15° )，假如計(jì)算得出參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B各自的主方向分別為20和5度，則將 參考圖像A沿著其主方向20度旋轉(zhuǎn)為23度，將待配準(zhǔn)圖像B沿著其主方向5度旋轉(zhuǎn)為20 度，旋轉(zhuǎn)后的參考圖像A和待配準(zhǔn)的圖像B的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度非常小，則參考圖像A和待配準(zhǔn) 的圖像B等同于在無(wú)旋轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行的配準(zhǔn)。
[0041] 可選的，根據(jù)局部灰度特征不變特征主方向（PartIntensityInvariantFeature Direction，簡(jiǎn)稱(chēng)PIIFD)原理計(jì)算參考圖像A和待配準(zhǔn)圖像B