[发明专利]一种基于推扫式高光谱成像的图像配准方法

说明书

本发明提出了一种基于推扫式高光谱成像的图像配准方法，其主要内容包括：高光谱图像采集、生成幻影数据、图像配准算法，其过程为，由转换模型、相似度测量以及优化方法三个部分组成的配准算法进行图像配准，采用以像素为基础的标定映射逐层绘制图像，并在每一层完成之后对其进行成像扫描，在后续图像是逐像素对齐的基础上，通过减去两个后续层来隔离一个层，以此实现图像配准自动化，在高光谱采集图像和标定图像之间进行匹配，并评估分层算法的准确性。本发明提出了一种基于推扫式高光谱成像的图像配准方法，通过常规空间成像与光谱学相结合，利用目标空间和光谱信息进行图像校准，可以有效提高配准效率，缩短配准时间。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其是涉及了一种基于推扫式高光谱成像的图像配准方法。

背景技术

图像配准就是将不同时间、不同传感器或不同条件下获取的两幅或多幅图像进行匹配、叠加的过程，其广泛应用于军事、遥感、医疗等领域。具体地，在军事领域内，图像配准提高了航空侦查的效率以及准确度，为现代军事提供丰富的情报、掌握敌我态势等。在遥感领域，图像配准技术是对遥感图像进行处理的先决条件，数字化战场中的敌我态势分析基础是变化检测技术，而变化检测正是建立在从传感器所获得图像的精确配准基础之上的。而在医疗领域，图像配准技术常用于肿瘤检测、病变定位、血管造影等，通过图像配准处理空间变化中的强度畸变，可以用于核磁共振成像图像的配准。虽然在图像配准方面的研究颇多，但是在源图像来源于不同传感器以及图像由于时间关系影响到图像质量的情况下，采用何种配准算法，以及如何评价图像配准质量等，都值得进一步研究。

本发明提出了一种基于推扫式高光谱成像的图像配准方法，利用由转换模型、相似度测量以及优化方法三个部分组成的配准算法进行图像配准。采用以像素为基础的标定映射逐层绘制图像，并在每一层完成之后对其进行成像扫描，在后续图像是逐像素对齐的基础上，通过减去两个后续层来隔离一个层，以此实现图像配准自动化，在高光谱采集图像和标定图像之间进行匹配，并评估分层算法的准确性。本发明提出了一种基于推扫式高光谱成像的图像配准方法，通过常规空间成像与光谱学相结合，利用目标空间和光谱信息进行图像校准，可以有效提高配准效率，缩短配准时间。

发明内容

针对图像校准，本发明提出了一种基于推扫式高光谱成像的图像配准方法，由转换模型、相似度测量以及优化方法三个部分组成的配准算法进行图像配准。采用以像素为基础的标定映射逐层绘制图像，并在每一层完成之后对其进行成像扫描，在后续图像是逐像素对齐的基础上，通过减去两个后续层来隔离一个层，以此实现图像配准自动化，在高光谱采集图像和标定图像之间进行匹配，并评估分层算法的准确性。

为解决上述问题，提出了一种基于推扫式高光谱成像的图像配准方法，其主要内容包括：

(一)高光谱图像采集；

(二)生成幻影数据；

(三)图像配准算法。

其中，高光谱图像采集，高光谱成像结合常规空间成像与光谱学，其目标空间和光谱信息存储在一堆灰度图像中，堆栈中每一个单独的图像表示不同波长记录的目标，进一步用于空间和光谱领域的图像分析。

进一步地，所述的图像采集，使用一个超光谱推扫式相机，该相机采用二维的探测器阵列与摄谱仪相结合，在探测器的一个空间轴上照亮目标，轴线包含相机光谱轴的全部光谱，在推扫式扫描中，图像叠加成像，获得完整的高光谱图像。

其中，所述的生成幻影数据，建立一个具有量化评价层分离算法的幻影图像，为了尽可能接近原始图像，使用墨水、粉笔和纸张等材料来匹配原图，为了获得隔离层的映射，逐层绘制图像，并在每一层完成后进行扫描。

进一步地，所述的逐层绘制图像，在后续图像是逐像素对齐的基础上，减去两个后续图像来隔离一个层，通过这种校准使图像配准实现自动化，获得的高光谱图像与被扫描的标定图像相一致，在高光谱采集图像和标定图像之间进行匹配，以此来评估分层算法的准确性。