專利名稱：一種基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法。
背景技術(shù)：
遙感圖像是通過衛(wèi)星、飛機(jī)或者熱氣球等高空飛行的平臺獲取的圖像，在災(zāi)害預(yù)警、資源探測、軍事偵察、地圖測繪等領(lǐng)域都有非常重要的作用，是人類了解地球氣候、資源等信息變化的重要途徑。在獲取遙感圖像的過程中，總是希望得到足夠視場的高分辨率圖像，這樣可以便于人們快速地提取有用的信息。但是現(xiàn)有的技術(shù)條件下，視場與分辨率是兩個很難調(diào)和的矛盾?，F(xiàn)有的解決方案一方面是繼續(xù)增加傳感器的分辨率，一方面通過對某一大區(qū)域多次成像獲取多幅具有高分辨的重疊圖像，通過后續(xù)的圖像處理技術(shù)還原成一幅大覆蓋范圍高分辨率的遙感圖像。遙感圖像拼接可以兩個部分圖像配準(zhǔn)和圖像融合。圖像配準(zhǔn)是圖像拼接技術(shù)的核心環(huán)節(jié)，是獲取兩幅重疊圖像的變換關(guān)系的手段。為了得到更加準(zhǔn)確的圖像之間的關(guān)系，通常會在圖像配準(zhǔn)中進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的方法有很多種。但是以前的優(yōu)化算法都是統(tǒng)ー性的優(yōu)化，也就是不區(qū)分圖像內(nèi)容之間的重要性的，實(shí)際結(jié)果是有可能在一些對實(shí)際生產(chǎn)生活沒有用的區(qū)域達(dá)到了比較高的拼接精度，但是在ー些非常重要的內(nèi)容上反而得到了非常差的結(jié)果，不利于后續(xù)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對遙感圖像景物重要性的差異提供ー種可以針對不同的應(yīng)用環(huán)境的優(yōu)化方法，使得優(yōu)化的結(jié)果符合人眼的視覺判斷特性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，包括以下步驟I)提取參考圖像和待拼接圖像的特征點(diǎn)，并得到兩幅圖像特征點(diǎn)之間的初始的匹配關(guān)系；2)剔除錯誤的匹配關(guān)系，并得到初始的變換矩陣H ；3)利用步驟2)中的變換矩陣H將待拼接圖像轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系，形成過渡圖像，并設(shè)置優(yōu)化增量參數(shù)P，得到優(yōu)化后過渡圖像的特征點(diǎn)坐標(biāo)；4)利用所述參考圖像區(qū)域內(nèi)的梯度信息對所述參考圖像進(jìn)行重要程度的劃分，并得到權(quán)重因子α ；5)利用步驟3)中優(yōu)化后的過渡圖像的特征點(diǎn)坐標(biāo)和步驟4)中的權(quán)重因子α對優(yōu)化增量參數(shù)P進(jìn)行優(yōu)化求解，通過變換矩陣H和優(yōu)化增量參數(shù)P將待拼接圖像變換疊加至參考圖像，完成拼接。所述參考圖像和待拼接圖像的特征點(diǎn)選取采用SIFT算法，并利用歐式幾何距離原則得到特征點(diǎn)之間的初始的匹配關(guān)系；并利用RANSAC方法剔除錯誤的匹配關(guān)系，正確的匹配關(guān)系得到的變換矩陣可以使得兩幅拼接圖像比較好的重疊在一起而錯誤的匹配則會產(chǎn)生誤拼接。所述步驟2)中的變換矩陣H為
權(quán)利要求
1.一種基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，其特征在于，包括以下步驟 1)提取參考圖像和待拼接圖像的特征點(diǎn)，并得到兩幅圖像特征點(diǎn)之間的初始的匹配關(guān)系; 2)剔除錯誤的匹配關(guān)系，并得到初始的變換矩陣H； 3)利用步驟2)中的變換矩陣H將待拼接圖像轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系，形成過渡圖像，并設(shè)置優(yōu)化增量參數(shù)P，得到優(yōu)化后過渡圖像的特征點(diǎn)坐標(biāo)； 4)利用所述參考圖像區(qū)域內(nèi)的梯度信息對所述參考圖像進(jìn)行重要程度的劃分，并得到權(quán)重因子α ； 5)利用步驟3)中優(yōu)化后的過渡圖像的特征點(diǎn)坐標(biāo)和步驟4)中的權(quán)重因子α對優(yōu)化增量參數(shù)P進(jìn)行優(yōu)化求解，通過變換矩陣H和優(yōu)化增量參數(shù)P將待拼接圖像變換疊加至參考圖像，完成拼接。
2.如權(quán)利要求I所述的基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，其特征在于，所述步驟2)中的變換矩陣H為H1 h2 h
3.如權(quán)利要求I所述的基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，其特征在于，所述優(yōu)化增量參數(shù)P表示為
4.如權(quán)利要求3所述的基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，其特征在于，所述參考圖像分為感興趣區(qū)域和普通區(qū)域，且所述感興趣區(qū)域和普通區(qū)域的梯度值由下式表示
5.如權(quán)利要求4所述的基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，其特征在于，所述權(quán)重因子α表示為
6.如權(quán)利要求5所述的基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，其特征在于，所述過渡圖像上的特征點(diǎn)的齊次坐標(biāo)表示為P' =U'，ι'，1)。
7.如權(quán)利要求6所述的基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，其特征在于，所述步驟3)中優(yōu)化后過渡圖像的特征點(diǎn)坐標(biāo)為p" = (X"，y"，I)，計(jì)算公式如下
8.如權(quán)利要求7所述的基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，其特征在于，所述步驟5)中優(yōu)化增量參數(shù)P的函數(shù)表示為
9.如權(quán)利要求8所述的基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，其特征在于，所述參考圖像和待拼接圖像之間的變換關(guān)系為 P P2 Psl \h hi 1￥^ Γ P4 Ps P6 + K hS K y ▼」Iレ7 a I」k ~ ijJL1— 式中，(Χ，Υ)表征參考圖像點(diǎn)的坐標(biāo)，(X，y)表征待拼接圖像點(diǎn)的坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于人眼視覺特性的遙感圖像拼接方法，包括以下步驟1)提取參考圖像和待拼接圖像的特征點(diǎn)，并得到兩幅圖像特征點(diǎn)之間的初始的匹配關(guān)系；2)剔除錯誤的匹配關(guān)系，并得到初始的變換矩陣H；3)利用步驟2)中的變換矩陣H將待拼接圖像轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系，形成過渡圖像，并設(shè)置優(yōu)化增量參數(shù)P，得到優(yōu)化后過渡圖像的特征點(diǎn)坐標(biāo)；4)利用所述參考圖像區(qū)域內(nèi)的梯度信息對所述參考圖像進(jìn)行重要程度的劃分，并得到權(quán)重因子α；5)利用步驟3)中優(yōu)化后的過渡圖像的特征點(diǎn)坐標(biāo)和步驟4)中的權(quán)重因子α對優(yōu)化增量參數(shù)P進(jìn)行優(yōu)化求解，通過初始變換矩陣H和優(yōu)化增量參數(shù)P將待拼接圖像變換疊加至參考圖像，完成拼接。
文檔編號G06T5/50GK102867298SQ201210333179
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者陳錦偉, 馮華君, 徐之海, 李奇 申請人:浙江大學(xué)