[发明专利]适用于傅里叶变换光谱仪的快速图像配准方法

权利要求书

1.一种适用于傅里叶变换光谱仪的快速图像配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对两幅大小均为m×n的参考图像f₁(x,y)和待配准图像f₂(x,y)分别进行锐化处理，锐化后的图像记为g₁(x,y)和g₂(x,y)；

步骤2、分别对g₁(x,y)和g₂(x,y)进行快速傅里叶变换，获得幅度谱M₁(u,v)和M₂(u,v)；

步骤3、根据傅里叶平移理论，结合M₁(u,v)和M₂(u,v)，定义互功率谱Corr(u,v)；

步骤4、对Corr(u,v)进行傅里叶逆变换，获得corr(x,y)；

步骤5、获取函数corr(x,y)的峰值位置作为参考图像f₁(x,y)和待配准图像f₂(x,y)间的平移量(x₀,y₀)；

步骤6、根据平移量(x₀,y₀)对待配准图像f₂(x,y)进行灰度变换，获得配准图像f₃(x,y)。

2.根据权利要求1所述的适用于傅里叶变换光谱仪的快速图像配准方法，其特征在于，步骤1所述对图像进行锐化处理具体采用梯度模运算，具体过程为：

步骤1-1、求取原图像f(i,j)水平和垂直方向上的梯度，所用公式分别为：

g_x(i,j)＝f(i,j)-f(i-1,j)

g_y(i,j)＝f(i,j)-f(i,j-1)

式中，g_x(i,j)表示原图像f(i,j)的水平方向的梯度，g_y(i,j)表示垂直方向的梯度，i＝0,1,2...,m-1，j＝0,1,2...,n-1，m为图像的宽，n为图像的高；

步骤1-2、利用g_x(i,j)+ig_y(i,j)替代原图像灰度值参与后续图像配准运算。

3.根据权利要求1所述的适用于傅里叶变换光谱仪的快速图像配准方法，其特征在于，步骤1所述对图像进行锐化处理具体利用一阶微分算子实现，包括Robert算子、Sobel算子、Prewitt算子，具体过程为：

步骤1-1’、将原图像f(i,j)中的每个像素和算子卷积核进行卷积，获得水平方向的梯度值和垂直方向的梯度值分别为g_x(i,j)和g_y(i,j)；其中，各算子卷积核如下：

(1)Robert算子卷积核

(2)Sobel算子卷积核

(3)Prewitt算子卷积核

步骤1-2’、根据g_x(i,j)和g_y(i,j)求取最终的梯度值g(i,j)为：

g(i,j)＝|g_x(i,j)|+|g_y(i,j)|

将g(i,j)直接赋值给原图像灰度值参与图像配准运算。

4.根据权利要求1所述的适用于傅里叶变换光谱仪的快速图像配准方法，其特征在于，步骤3所述互功率谱Corr(u,v)为：

式中，M₂^*(u,v)表示M₂(u,v)的共轭，Corr(u,v)的相位等价于两图像之间的相位差，u＝0,1,2...,n-1，v＝0,1,2...,n-1。

5.根据权利要求4所述的适用于傅里叶变换光谱仪的快速图像配准方法，其特征在于，步骤4所述corr(x,y)为：

当(m,n)的值大且(x₀,y₀)为整数时，corr(x,y)变为：