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宽波段成像仪的每个探测通道有多个不同的成像系统,由于不同镜头存在成像角度的差异,使得不同镜头获取的图像存在投影角度的差异。宽波段成像仪的不同波段的空间分辨率是不同的,即不同波段对同一目标所成图像之间存在缩放。应用于海洋遥感的宽波段成像仪需要高的空间和时间分辨率,成像视场非常大,所以获得图像尺寸也非常大,因此对宽波段成像仪所成像配准时不仅需要考虑算法对缩放和投影的鲁棒性,同时要考虑算法对图片尺寸的响应度。
目前成熟的配准算法,受计算机内存和速度的影响,对小尺寸图像处理有很高的速度响应和准确的结果,但当图像尺寸及相应的数据量增加时,运算时间成指数增长,甚至会造成内存不足而无法运行的情况。鉴于此,本文努力寻找一种能够利用目前成熟算法用于大尺寸图像配准的方法,为此提出相对传函的概念,并将之运用于宽波段成像仪所获取图像的配准。
本课题完成的主要工作如下:
第一、对国内外图像配准算法作了较为全面的调研,并详细介绍了图像配准定义、图像变换和常用的一些图像配准方法。
第二、对基于频域的相关检测图像配准算法、经典SIFT算法、结合Harris的SIFT算法作了详尽分析与仿真计算,分析了相应的适用范围及其优劣所在。
第三、首次提出了相对传函概念并给出相应的计算公式。
第四、用基于SIFT算法获得相对传函的方法对大量图片进行了仿真分析。
第五、用相对传函对成像仪得到的实际大尺寸图像进行配准处理,经过实验验证,该方法可以用于大尺寸图像之间的配准,在保证信息不丢失的前提下可以用较快的速度完成大尺度图像之间的高精度配准。
本文的创新点在于:
(1)根据大视场宽波段成像仪图像配准需求,分析研究了现有配准算法的适应性,首次提出了相对传函的概念。
(2)利用相对传函概念改进了SIFT算法,对实际图像进行了配准试验,经过实验验证,该方法可以用于大尺寸、多波段图像之间的配准,在保证信息不丢失的前提下可以用较快的速度完成高精度配准。