[发明专利]一种基于规则格网面元的波段配准方法

权利要求书

1.一种基于规则格网面元的波段配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，预处理，包括以下子步骤,

步骤1.1，从多波段遥感影像中，选取波长范围居中的波段作为参考波段，其他波段为待配准波段；

步骤1.2，根据传感器设计，以参考波段为基准，确定待配准波段相对于参考波段的波段偏移初值，并规则化各待配准波段影像，得到经规则化处理后的多波段遥感影像；

步骤1.3，对于经规则化处理后的多波段遥感影像，以左下角为原点，向上为正，单位为像素，设影像宽度为w，高度为h，在待配准波段进行匹配时在x、y方向的搜索半径分别为Δx、Δy，格网面元宽Δw，高Δh，则根据设定的格网面元大小对参考波段影像进行格网划分，参考波段影像被划分范围的左下角坐标为（Δx，Δy），右上角为（w-1-Δx，h-1-Δy）,得到若干格网面元及相应的格网面元中心点；

步骤2，以参考波段影像为基准，对每个格网面元，在各待配准波段分别进行匹配，求出每个格网面元中心点在各待配准波段影像的同名点；

步骤3，以纠正面元为单位分别对各待配准波段进行重采样，得到配准后的多波段遥感影像；包括对每个待配准波段影像进行如下处理，

步骤3.1，在参考波段根据步骤1中所得格网面元中心点划分参考面元，在待配准波段根据格网面元中心点的同名点划分纠正面元，然后以参考面元为基准，根据每个参考面元与相应纠正面元的所有同名点对坐标，采用仿射变换公式计算每个对应的纠正面元纠正时的仿射变换系数；

步骤3.2，对待配准波段影像的每个纠正面元，根据步骤3.1求取的仿射变换系数，采用内插方法进行重采样，各待配准波段所有纠正面元纠正完成后得到配准后的多波段遥感影像。

2.根据权利要求1所述基于规则格网面元的波段配准方法，其特征在于：步骤2中，对任一格网面元在某待配准波段进行匹配的实现方式如下，

设某格网面元的左下角坐标为（Δx+p，Δy+q），右上角坐标为（Δx+r，Δy+s），则格网面元中心点坐标为在待配准波段进行匹配时搜索范围的左下角坐标为（p，q），右上角坐标为（2Δx+r，2Δy+s）；

匹配采用相关系数法，以参考波段影像的任一格网面元为目标窗口，分别在各待配准波段的搜索范围内计算目标窗口与搜索窗口的相关系数，找出相关系数最大的搜索窗口并记为窗口W_max，窗口W_max的中心点坐标设为（u，v）、最大相关系数设为C₀，然后再结合窗口W_max下、上、左、右四个最邻近的搜索窗口与目标窗口之间的相关系数C₁、C₂、C₃、C₄，采用二次曲线内插方式分别在x、y方向内插得到子像素级的相关系数极值点，设为（u+Δu，v+Δv），

其中，

Δu=C3-C42(C3+C4-2C0)]]>

Δv=C1-C22(C1+C2-2C0)]]>

则点与点（u+Δu，v+Δv）为同名点。

3.根据权利要求1或2所述基于规则格网面元的波段配准方法，其特征在于：步骤3.1中，所述构建参考波段影像上的参考面元实现方式为，

将参考波段影像中被格网面元中心点完全覆盖的区域设为0区，通过延长0区边界的直线分别与参考波段影像边界相交得到其它8个区域，从0区左下角开始顺时针标记为1区、2区、3区、4区、5区、6区、7区和8区；

在各区，根据参考面元与相应的纠正面元计算纠正面元纠正时的仿射变换系数的方式为，

在0区，在参考波段影像上以每四个邻近的格网面元中心点为顶点构成一个矩形的参考面元，参考面元之间不重叠，而待配准波段影像中与参考面元的四个顶点对应的四个同名点构成对应的纠正面元；然后将参考面元与纠正面元对应的四对同名点对坐标代入仿射变换公式计算每个纠正面元纠正时的仿射变换系数；

在1区、3区、5区和7区，均仅有一对同名点对，各区域自行构成一个参考面元，而待配准波段影像中各对应有一个纠正面元，各纠正面元顶点的坐标均根据仅有的一对同名点对计算的坐标差进行平移处理，相应的纠正面元纠正时的仿射变换系数则根据参考面元与纠正面元的坐标点对进行计算；

在2区、4区、6区和8区，通过延长每行或每列格网面元中心点连线所在直线与参考波段影像边界相交，得到的交点和各区域格网面元中心点为构建参考面元的顶点，各区域中每四个邻近的顶点构成一个参考面元，每个参考面元在待配准波段影像中对应有一个纠正面元。这几个区域中的参考面元和对应的纠正面元均只有两对同名点对，纠正面元均只在两个同名点对确定的方向上进行纠正，在另外一个方向上进行平移处理，相应的纠正面元纠正时的仿射变换系数则根据参考面元与纠正面元的坐标点对进行计算。