專利名稱：一種圖像的配準(zhǔn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像的配準(zhǔn)方法及裝置，屬于圖像配準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
成像光譜技術(shù)作為一種新的遙感技術(shù)，由于其卓越的信息獲取能力，在航天航空 遙感、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)藥、物質(zhì)分析與分類、宇宙與天文探測、環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測、大氣探測 以及軍事應(yīng)用等領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。成像光譜技術(shù)是一類新型的多維信息獲取技 術(shù)，與其它遙感技術(shù)相比較具有鮮明的特點(diǎn)，它能同時(shí)獲得高空間分辨率和高光譜分辨率 的遙感數(shù)據(jù)，并且具有同時(shí)獲得多個(gè)譜段信息的能力。 圖像配準(zhǔn)是成像光譜技術(shù)中的一個(gè)重要過程，主要原理是尋求兩幅圖像間一對一 的映射的過程，即將兩幅圖像中對應(yīng)于空間同一位置的點(diǎn)聯(lián)系起來。針對普通的遙感圖像， 目前已經(jīng)有一些比較常用的圖像配準(zhǔn)方法，主要有基于特征的圖像配準(zhǔn)、基于互信息的圖 像配準(zhǔn)和基于灰度的圖像配準(zhǔn)等。隨著成像光譜技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)產(chǎn)生大量的干涉光譜圖 像，而傳統(tǒng)的遙感圖像的圖像配準(zhǔn)方法，已經(jīng)無法滿足時(shí)空聯(lián)合調(diào)制光譜圖像配準(zhǔn)的要求。
現(xiàn)有技術(shù)中采用的干涉圖配準(zhǔn)方法的主要過程是首先把序列圖像全部下傳，再 把整個(gè)序列圖作為理想的相鄰幀圖像之間的偏差只有一個(gè)像元的圖像，從該圖像序列中提 取出點(diǎn)干涉圖，此時(shí)由于圖像間存在的偏移量，獲取的干涉信息數(shù)據(jù)是非等間隔的，若選取 一定區(qū)域的幀圖像進(jìn)行配準(zhǔn)則不能表示整個(gè)圖像，所以需要選取全部圖像。因此，該配準(zhǔn)方 法要求一次對所有幀圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，故占用了較大的存儲(chǔ)空間。為了提供較大的存儲(chǔ)空間， 必需在配準(zhǔn)前進(jìn)行圖像下傳，無法做到實(shí)時(shí)圖像配準(zhǔn)。 因此，在現(xiàn)有的圖像配準(zhǔn)方法中，存在占用存儲(chǔ)空間較大，無法實(shí)時(shí)對圖像進(jìn)行配 準(zhǔn)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種圖像的配準(zhǔn)方法及裝置，以解決在現(xiàn)有的圖像配準(zhǔn)方法中，存
在占用存儲(chǔ)空間較大，無法實(shí)時(shí)對圖像進(jìn)行配準(zhǔn)的問題。
—種圖像的配準(zhǔn)方法，包括 實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀的序列圖像，并在所述序列圖像中生成子圖像；
對所述子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)獲得亞像素偏移量，并根據(jù)所述亞像素偏移量對所述待處 理圖像進(jìn)行平移； 對平移后的圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，并將所述插值圖像下傳。
—種圖像的配準(zhǔn)裝置，包括 子圖像生成單元，用于實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀的序列圖像，并在所述序列 圖像中生成子圖像； 配準(zhǔn)平移單元，用于對所述子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)獲得亞像素偏移量，并根據(jù)所述亞像 素偏移量對所述待處理圖像進(jìn)行平移；
插值下傳單元，用于對平移后的子圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，并將所述插 值圖像下傳。 本發(fā)明通過實(shí)時(shí)對待處理圖像中的若干幀序列圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，以及將配準(zhǔn)后的圖 像進(jìn)行平移并插值，在完成對若干幀序列圖像的配準(zhǔn)后再重復(fù)上述步驟至所有的幀序列圖 像，既可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，也可以實(shí)現(xiàn)對圖像實(shí)時(shí)進(jìn)行配準(zhǔn)。


圖1是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的一種圖像的配準(zhǔn)方法的流程示意圖；
圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的一種圖像的配準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供了一種圖像的配準(zhǔn)方法，首先實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中 若干幀的序列圖像，并在序列圖像中生成子圖像；然后對子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)獲得亞像素偏移 量，并根據(jù)亞像素偏移量對待處理圖像進(jìn)行平移；再對平移后的圖像進(jìn)行插值處理，獲得插 值圖像，并將插值圖像下傳。 進(jìn)一步地，相應(yīng)的實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀數(shù)的序列圖像可以包括獲取相鄰 若干幀數(shù)的序列圖像；相應(yīng)的在序列圖像中生成子圖像可以包括在序列圖像中選取與干涉 條紋的距離大于預(yù)定值的區(qū)域生成子圖像，或在序列圖像中選取使生成的子圖像之間的重 疊度大于預(yù)定值的區(qū)域生成子圖像。以及，在序列圖像中生成子圖像可以包括所有的子圖 像都在相同的兩個(gè)條紋之間的區(qū)域生成。另外，將插值圖像下傳可以包括將插值圖像中距 離干涉條紋最遠(yuǎn)的一幀插值圖像刪除后將剩余插值圖像下傳。 為了更清楚的說明本具體實(shí)施方式
提供的一種圖像的配準(zhǔn)方法，現(xiàn)以一種時(shí)空聯(lián) 合調(diào)制干涉圖像的配準(zhǔn)方法為例，并結(jié)合說明書附圖對該方法進(jìn)行詳細(xì)說明，如圖1所示， 該方法具體可以包括 步驟ll，實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀的序列圖像，并在序列圖像中生成子圖像。
在本具體實(shí)施方式
中，一組時(shí)空聯(lián)合調(diào)制序列圖像總共可以為512幀，每幀圖像 大小可以為512像元*512像元，在一個(gè)配準(zhǔn)過程中涉及的數(shù)據(jù)共有60幀，每幀圖像大小為 1024像元*288像元。 在實(shí)時(shí)獲取若干幀(在本實(shí)施方式中可以獲取待處理圖像的前8幀序列圖像，相 鄰的幀序列圖像能夠保證干涉信息數(shù)據(jù)是等間隔的，具有較高的精度)時(shí)空聯(lián)合調(diào)制序列 圖像后，可以選擇合適的窗口生成子圖像，通過窗口生成子圖像可以提高配準(zhǔn)的精度，并自 動(dòng)完成圖像的配準(zhǔn)，能夠節(jié)省配準(zhǔn)的時(shí)間。 窗口生成原則可以為盡量選擇遠(yuǎn)離干涉條紋明顯的區(qū)域生成子圖像，而且盡量 使得各子圖像之間具有足夠大的重疊度，以降低干涉條紋對圖像配準(zhǔn)的影響；由于同一組 時(shí)空聯(lián)合調(diào)制干涉圖像序列具有相同的干涉條紋分布規(guī)律，使得自動(dòng)選擇合適的窗口成為 可能。例如，若待處理圖像中干涉條紋明顯的區(qū)域在第10行與第40行之間，則在遠(yuǎn)離干涉 條紋明顯的區(qū)域選擇窗口 。在第1幀圖像上選取第89行與288行之間的區(qū)域作為子圖像； 第2幀圖像上選取第88行與287行之間的區(qū)域作為子圖像；依次類推，第8幀圖像選取第 82行與281行之間的區(qū)域。這樣就可以使得選取后的8幀子圖像數(shù)據(jù)近似為同一區(qū)域的圖像，即8幀圖像可以看成都取自第89行與第228行之間的區(qū)域，具有理論上最大的重疊度。但實(shí)際操作上，為了簡化過程，可以均選取第89行與第288行之間的區(qū)域生成子圖像，也能夠得到近似的最大重疊度。 步驟12，對子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)獲得亞像素偏移量，并根據(jù)亞像素偏移量對待處理圖像進(jìn)行平移。 在本具體實(shí)施方式
中，可以通過傅立葉變換的方法(或者其它已有的圖像配準(zhǔn)方法)對子圖像配準(zhǔn)求出亞像素偏移量，并在待處理圖像上進(jìn)行平移操作。
在步驟12中，可以均以第1幀子圖像為基準(zhǔn)圖像，使另外7幀子圖像與之配準(zhǔn)，分別求出第i幀子圖像相對于第1幀的偏移量，i表示自然數(shù)；然后根據(jù)偏移量(Ax" Ay》對原圖像進(jìn)行亞像素平移操作獲得配準(zhǔn)后的8幀圖像，其中x為平臺(tái)前進(jìn)方向上圖像像素坐標(biāo)，y為垂直平臺(tái)前進(jìn)方向上圖像像素坐標(biāo)。 其中，亞像素平移操作依據(jù)的是傅里葉變換的相移定理設(shè)f (x，y)為在R2上絕對可積的函數(shù)，其傅里葉變換為F(u， v)，函數(shù)g(x，y)相對函數(shù)f(x，y)發(fā)生(x。， y。)的位移:
g(x， y) = f (x-x。， y-y。) (1)
則g(x， y)的傅里葉變換為 G(u， v) = exp(-i2 Ji (ux。+vy。))F(u， v) (2) 通過上式可以看出，在傅立葉域進(jìn)行相移操作就能實(shí)現(xiàn)在空間域的位移操作。
步驟13，對平移后的圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，并將插值圖像下傳。
從步驟12中獲得的8幀序列圖像中選取同一個(gè)點(diǎn)采用三次b樣條插值，獲得相鄰幀圖像間偏移量為1個(gè)像元的8幀序列圖像。 具體插值方法是取出這8幀圖像的同一個(gè)像素點(diǎn)，每一個(gè)像素點(diǎn)即對應(yīng)8個(gè)灰度值I(x+Axi，y)，使用這8個(gè)數(shù)值進(jìn)行三次b樣條插值求得I(x+i，y)(i = 1，2，，…，7)，1(x+i，y)就作為相對于第1幀圖像前進(jìn)方向偏移為整數(shù)值i的圖像的該點(diǎn)灰度值。同理，遍歷取出全圖的所有像素點(diǎn)進(jìn)行上述操作，即可得到相鄰幀圖像間偏移量為1個(gè)像元的7幀圖像(第8幅圖像處于插值曲線的邊緣，誤差有可能較大，可以舍去)的所有像素的灰度值，并將得到的7副圖像的下傳。 在完成步驟13的同時(shí)，讀入另外8幀圖像(可以是第8-15幀序列圖像)，并重復(fù)步驟11至步驟13的操作，獲得下一組數(shù)據(jù)，當(dāng)完成對所有幀序列圖像的配準(zhǔn)以后，即完成了一幅完整的干涉圖像的配準(zhǔn)下傳。本具體實(shí)施方式
首先對待處理圖像中相鄰數(shù)幀序列圖像而不是整個(gè)序列圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，然后插值求出相鄰幀僅差一個(gè)像元的序列圖像，最后將配準(zhǔn)后的序列圖像進(jìn)行下傳，不但能夠節(jié)省存儲(chǔ)空間，而且還可以實(shí)現(xiàn)對待處理圖像的實(shí)時(shí)配準(zhǔn)。 本發(fā)明的具體實(shí)施方式
還提供了一種圖像的配準(zhǔn)裝置，如圖2所示，具體可以包括子圖像生成單元21、配準(zhǔn)平移單元22和插值下傳單元23，子圖像生成單元21用于實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀的序列圖像，并在序列圖像中生成子圖像；配準(zhǔn)平移單元22用于對子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)獲得亞像素偏移量，并根據(jù)亞像素偏移量對待處理圖像進(jìn)行平移；插值下傳單元23用于對平移后的子圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，并將插值圖像下傳。
進(jìn)一步地，在子圖像生成單元中，實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀數(shù)的序列圖像可以包括獲取相鄰若干幀數(shù)的序列圖像。以及，在子圖像生成單元中，在序列圖像中生成子圖像可以包括與干涉條紋的距離大于預(yù)定值且使生成的子圖像之間的重疊度大于預(yù)定值的區(qū)域。另外，在插值下傳單元中，將插值圖像下傳可以包括將插值圖像中距離干涉條紋最遠(yuǎn)的一幀插值圖像刪除后將剩余插值圖像下傳。 本具體實(shí)施方式
首先通過子圖像生成單元21實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀的序列圖像，并在序列圖像中生成子圖像，然后通過配準(zhǔn)平移單元22對子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)獲得亞像素偏移量，并根據(jù)亞像素偏移量對待處理圖像進(jìn)行平移；最后通過插值下傳單元23對平移后的圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，并將插值圖像下傳。 上述裝置中包含的各單元的處理功能的具體實(shí)施方式
在之前的方法實(shí)施方式中已經(jīng)描述，在此不再重復(fù)描述。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種圖像的配準(zhǔn)方法，其特征在于，包括實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀的序列圖像，并在所述序列圖像中生成子圖像；對所述子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)獲得亞像素偏移量，并根據(jù)所述亞像素偏移量對所述待處理圖像進(jìn)行平移；對平移后的圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，并將所述插值圖像下傳。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀數(shù)的序列 圖像包括獲取相鄰若干幀數(shù)的序列圖像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述序列圖像中生成子圖像包括在所 述序列圖像中選取與干涉條紋的距離大于預(yù)定值的區(qū)域生成子圖像。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述序列圖像中生成子圖像包括在所 述序列圖像中選取使生成的子圖像之間的重疊度大于預(yù)定值的區(qū)域生成子圖像。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述序列圖像中生成子圖像包括所有 的子圖像都在相同的兩個(gè)條紋之間的區(qū)域生成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述插值圖像下傳包括將 插值圖像中距離干涉條紋最遠(yuǎn)的一幀插值圖像刪除后將剩余插值圖像下傳。
7. —種圖像的配準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括子圖像生成單元，用于實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀的序列圖像，并在所述序列圖像 中生成子圖像；配準(zhǔn)平移單元，用于對所述子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)獲得亞像素偏移量，并根據(jù)所述亞像素偏 移量對所述待處理圖像進(jìn)行平移；插值下傳單元，用于對平移后的圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，并將所述插值圖像 下傳。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，在子圖像生成單元中，實(shí)時(shí)獲取待處理圖 像中若干幀數(shù)的序列圖像包括獲取相鄰若干幀數(shù)的序列圖像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，在子圖像生成單元中，在所述序列圖像中 生成子圖像包括與干涉條紋的距離大于預(yù)定值且使生成的子圖像之間的重疊度大于預(yù)定 值的區(qū)域。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在插值下傳單元中，將所述 插值圖像下傳包括將插值圖像中距離干涉條紋最遠(yuǎn)的一幀插值圖像刪除后將剩余插值圖 像下傳。
全文摘要
一種圖像的配準(zhǔn)方法及裝置，屬于圖像配準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，以解決在現(xiàn)有的圖像配準(zhǔn)方法中，存在占用存儲(chǔ)空間較大，無法實(shí)時(shí)對圖像進(jìn)行配準(zhǔn)的問題。本發(fā)明包括實(shí)時(shí)獲取待處理圖像中若干幀的序列圖像，并在所述序列圖像中生成子圖像；對所述子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)獲得亞像素偏移量，并根據(jù)所述亞像素偏移量對待處理圖像進(jìn)行平移；對平移后的圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，并將所述插值圖像下傳。本發(fā)明通過實(shí)時(shí)對待處理圖像中的若干幀序列圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，以及將配準(zhǔn)后的圖像進(jìn)行平移并插值，在完成對若干幀序列圖像的配準(zhǔn)后再重復(fù)上述步驟至所有的真序列圖像，既可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，也可以實(shí)現(xiàn)對圖像實(shí)時(shí)進(jìn)行配準(zhǔn)。
文檔編號G06T7/00GK101706961SQ200910237179
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者劉富堂, 劉建平, 孫成明, 常雷, 張修寶, 王潛, 袁艷 申請人:北京航空航天大學(xué)