[发明专利]基于比值相关函数的SAR图像配准方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种图像配准方法，具体是一种基于比值相关函数的SAR图像配准方法，可用于对SAR图像对的偏移估计。

背景技术

合成孔径雷达SAR所成的图像具有全天候、全天时、高分辨率和强大的穿透能力等特点，因此，这种图像被广泛的应用到目标识别，变换检测和水面监视。然而，这些应用中，SAR图像常常成对或成序列出现，而由于雷达的扰动，这些原始的图像对数据很难保证同一实际位置上的点精确对应图像上同一平面坐标上的像素位置。

SAR图像配准中，由于乘性噪声的腐蚀，这种噪声来自后向散射雷达反射的连续干扰，这种斑点噪声毁坏了SAR图像辐射测量的分辨率，图像对的配准过程有着很大影响。目前，多种配准方法已经被提出。像素级的基于相关方法进行配准的典型算法有相位相关法，扩展相位相关法，最大互信息熵方法等。基于特征的配准方法典型运算有控制点方法，SIFT特征法等。但这些方法都仅在像素级上进行配准。为了降低配准偏差，必须要进行亚像素级的偏移估计，其精度要达到1/10个像素。亚像素级的像素的方法也被提出，经常使用的亚像素级的偏移估计都使用了由粗到精的偏移估计策略，如fast-NCCA，这种方法在执行其他像素级配准方法后使像素的偏移控制在0-1个像素范围内，再利用低阶多项式进行在像素间进行线性插值，利用优化算法找到最大相关的亚像素位置。相关函数插值的方法，这种方法利用相关函数在频域进行处理，利用了傅立叶变换的性质——频域补零相当于空域插值操作，这种插值方法在满足奈奎斯特采样定理的情况下是完美的插值方法，并且提出了亚像素级的小范围操作来提高运行速度。然而，这些像素级配准和亚像素级的配准方法都没有考虑到SAR图像相干斑乘性噪声对偏移估计的影响，这样的配准精度会被不同强度的噪声干扰而降低偏移估计误差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，针对SAR图像斑点噪声的乘性模型，提出了一种基于比值相关函数的SAR图像配准方法，进行SAR图像对的偏移估计，以降低噪声对配准结果的影响，提高配准精度。

本发明的技术方案是：基于比值相关函数的SAR图像配准方法，包括如下步骤：

(1)对于给定参考图像i_m和待配准图像i_s，计算待配准图像i_s的倒数图像，记为上标r表示倒数；

(2)分别对参考图i_m和待配准图的倒数图像做快速傅立叶变换并进行频域共轭相乘，如下式所示:

Im=FFT(im),Is=FFT(isr),Rim,isR=ImIs*,]]>

其中，I_m为图像i_m的快速傅立叶变换结果，I_s为图像的快速傅立叶变换结果，FFT(·)为快速傅立叶变换操作，为I_m和I_s的共轭乘积，上标R表示新提出的比值度量方法，*表示共轭；

(3)对执行快速傅立叶反变换，得到比值相关函数的结果

(4)搜索中的最小值坐标位置坐标(u',v')，该坐标即为比值法估计SAR图像像素级偏移(Δx,Δy)，如下式所示：