[发明专利]一种多光谱图像自动配准方法

权利要求书

1.一种多光谱图像自动配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：读取多通道光谱视频图像，分别截取其中心区域图像；

步骤二：采用相似性度量，计算各通道中心区域图像之间的正向匹配关系和反向匹配关系；

步骤三：分析正向匹配关系与反向匹配关系是否闭环，若不能闭环，则此次配准失败，返回步骤一，重新读取下一帧图像；若正反向匹配关系能够闭环，则依据匹配关系，计算出各通道光谱图像之间的平移变换参数；

步骤四：对各通道光谱图像进行平移变换，并输出显示；

所述多通道光谱视频图像为三通道光谱视频图像；

所述步骤一中，从三通道光谱图像I_A、I_B、I_C中心位置截取区域图像C_A、C_B、C_C；

所述步骤二中，采用归一化互相关系数Cor(Δx,Δy)作为相似性度量，计算区域图像C_A、C_B、C_C分别与三通道光谱图像I_A、I_B、I_C两两之间的相似度，相似度最大的位置，即为两者之间的匹配关系；

所述步骤二中，归一化互相关系数计算公式为：

其中，将区域图像C作为基准图像，以其他通道光谱图像I的中心位置并偏移(Δy,Δx)截取同等大小区域，作为候选图像R；g_C(i,j)为区域图像中第i行第j列的图像灰度值，g_R(i,j)为候选图像中第i行第j列的图像灰度值；w为区域图像宽度，h为区域图像高度；当候选图像经过在水平方向上移动Δx和在竖直方向上移动Δy后，通过归一化互相关系数计算出区域图像和其他通道光谱图像之间的相似度Cor(Δx,Δy)；进而得到配准最佳匹配；

所述步骤二中，针对光谱区域图像C_A，将C_A作为基准图像，从I_B的中心位置偏移(Δy,Δx)，截取同等大小区域候选图像R_B；遍历取值范围内的每一组(Δy,Δx)，计算出每次截取的R_B与C_A之间的相似度Cor(Δx,Δy)；

互相关系数Cor(Δx,Δy)越大，表明候选图像与基准图像相似度越高；在搜索范围(Δy,Δx)内，互相关系数Cor(Δx,Δy)达到最大时，认为基准图像C_A与另一幅光谱通道图像I_B中的候选图像R_B达到最佳匹配，记录此时的(Δy,Δx)值作为最佳匹配关系，并将此匹配关系表示为C_A→I_B；

以此类推，计算出正向匹配关系：C_A→I_B，C_B→I_C，C_A→I_C；

计算出反向匹配关系：C_B→I_A，C_C→I_B，C_C→I_A；

所述步骤三中，将正反向匹配关系分为三组：C_A→I_B和C_B→I_A、C_B→I_C和C_C→I_B、C_A→I_C和C_C→I_A，计算每组内两个最佳匹配关系的(Δy,Δx)之和(∑y,∑x)；若∑x与∑y均为零，则认为该组正反向匹配关系能够闭环；若三组正反向匹配关系均能闭环，则匹配成功；

所述步骤三中，以光谱图像I_A作为基准，计算I_B和I_C相对于I_A的偏移量，该偏移量(My,Mx)即为C_B→I_A和C_C→I_A的最佳匹配(Δy,Δx)；

所述步骤四中，依据(My,Mx)对光谱图像I_B和I_C进行平移，并与光谱图像I_A叠加，作为RGB图像的三原色通道进行显示，完成图像配准并退出配准模式。

2.如权利要求1所述的多光谱图像自动配准方法，其特征在于，所述步骤一中，三通道光谱图像由滤光片分光式多光谱传感器获取，图像分辨率为1024×768，中心位置为(512，384)，从中心位置截取的区域图像大小为120×90；步骤二中，w和h分别取120和90，Δx和Δy的取值范围分别为[-30,30]和[-20,20]。