[发明专利]一种地基成像雷达多角度图像配准方法

说明书

本发明公开了一种地基成像雷达多角度图像配准方法，能够对地基成像雷达多角度图像进行逐点配准，得到像素级的配准结果。包括：获取地基成像雷达系统的雷达图像。取不同角度的两幅雷达图像即主图像Img₁和副图像Img₂，在主图像Img₁和副图像Img₂中提取同名点对SetP₀和SetS₀。针对同名点对SetP₀和SetS₀周围设定范围的图像，并通过最大化图像的对齐度求解仿射变换模型；基于求解的仿射变换模型对同名点对SetP₀和SetS₀进行坐标优化，获取最终的同名点对SetP₁和SetS₁。采用全局非线性变换方法，对副图像Img₂进行第一次非线性变换得到副图像的初步变换图像Img₂'。对副图像的初步变换图像Img₂'与主图像Img₁进行逐点配准，最终获得逐点配准图像Img₂”，实现主图像Img₁和Img₂”的像素级配准。

技术领域

本发明涉及雷达图像处理技术领域，具体涉及一种地基成像雷达多角度图像配准方法。

背景技术

地基合成孔径雷达(GB-SAR)或者地基MIMO成像雷达(GB-MIMO Imaging Radar)均能够获得地基雷达图像。该类雷达图像在地形获取、地表形变监测等方面具有快速、高精度、全天时、全天候的突出优势，是对地观测领域重要的数据来源。

地基雷达图像的覆盖范围有限，单独角度图像仅能获取视线方向的形变信息，同时视角上可能存在叠掩阴影或不同程度的弱散射区域，使得单角度雷达图像获取的信息收到损失。通过获取对同一场景的多角度图像，可以获得更大的图像范围，获取场景的三维形变信息，通过数据融合克服单一图像的低质量区域。因此，作为数据融合中的关键技术，提出多角度地基图像的配准方法具有重要的意义。

地基的多角度雷达图像相比星载图像存在其特殊性。具体体现在：成像范围小，导致图像的特征较为有限单调，难以提取出大量的匹配特征点；地基的观测范围与观测场景的幅宽，双基地之间的基线长度能够进行比拟，观测的图像具备明显的畸变特性和散射变化特性，在全图范围存在着由于视点变换与雷达成像映射所产生的非线性变换，局部对应区域存在明暗变化；同时，地基多角度的图像配准服务于地基三维形变监测与地基双基地干涉测量，考虑到对应的图像幅宽，其配准精度需要达到像素级精度，或者米级的物理精度。

多角度雷达图像配准现有的方法大多针对星载遥感图像，针对地基雷达图像的研究较少。星载遥感图像幅宽大，图像特征多，多采用基于特征的图像配准方法，对于匹配的特征点不进行优化操作。在地基系统上，由于场景单一，范围有限，提取特征有时需要人工介入；此外，通过特征匹配的特征点由于特征点集合本身数量较少，存在的误差需要进行相应的优化操作，直接采用常规方法会导致特征点识别数量少，匹配误差大的问题出现。同时，星载观测斜距长，导致图像的畸变较小，在获取了相应的匹配点后，往往直接采用线性模型的配准方法。地基系统图像畸变大，需要采用非线性的变换方法，同时变换的误差也需要后续逐点配准方法来进一步提高精度。

因此，目前亟需一种能够进行逐点配准的地基成像雷达图像配准方法，以解决目前的星载图像配准技术尚不能适应地基图像小范围、大畸变、高精度的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种地基成像雷达多角度图像配准方法，能够对地基成像雷达多角度图像进行逐点配准，得到像素级的配准结果，解决了目前的星载图像配准技术尚不能适应地基图像小范围、大畸变、高精度的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案包括：

获取地基成像雷达系统的雷达图像。