[发明专利]一种异源图像配准与融合方法

说明书

本申请实施例提供了一种异源图像配准与融合方法。通过引入空间信息辅助匹配，将梯度信息与互信息结合起来，提高图像匹配的精确性和鲁棒性；建立目标检测函数及分区域融合策略，保留异源图像的全部目标信息，为搭建综合智能提取平台提供研究基础和实现条件。

技术领域

本申请涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种异源图像配准与融合方法。

背景技术

针对无人机搭载多型载荷，对相同场景的进行多源信息观测，提升目标和场景的信息感知能力。

SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)具有全天候、全天时对地观测的能力，能够穿透云层和雨区，可以深入地表、穿透植被，SAR图像上呈现较多的地物纹理特征和结构信息，轮廓比较清楚，但SAR图像细节层次不够丰富、没有颜色信息、判读困难，可见光图像白天成像，视觉较好，含有丰富的光谱信息，直观、清晰、易于判读，立体感强，但是夜间侦察困难，受天气影响较大，在云和雾环境中拍摄效果不好。

发明内容

本申请实施例针对无人机搭载多型载荷，对相同场景的多源信息观测，提升目标和场景的信息感知能力，研究SAR与可见光图像异源配准和融合技术，提出图像配准的总体方案设计和基于空间信息与互信息的SAR与可见光图像配准算法；提出图像融合的总体方案设计和基于目标检测区域划分的SAR与彩色可见光图像融合算法，最后针对场景中感兴趣的目标区域，实现SAR与可见光图像的异源配准和融合功能，为搭建无人机场景下SAR与可见光图像中目标信息的综合智能提取平台提供研究基础和实现条件。

本申请实施例提供了一种异源图像配准与融合方法，包括：

步骤一，对参考合成孔径雷达SAR图像和待配准可见光图像分别进行局部空间信息提取，对提取的空间局部特征进行联合处理，完成参考SAR图像以及待配准可见光图像各自的空间信息提取；

步骤二，参考SAR图像以及待配准可见光图像的空间信息获取是针对于各自图像中的每一空间像素位置，通过对参考SAR图像以及待配准可见光图像的联合统计，将两幅图像的空间信息相结合，形成两幅图像之间的联合空间信息；

步骤三，将参考SAR图像和待配准可见光图像的联合灰度所具有的空间信息与传统归一化互信息计算相结合，计算得到参考SAR图像和待配准可见光图像的空间互信息度量；

步骤四，估计待配准可见光图像相对于参考SAR图像的仿射变换，针对于仿射变换中存在的旋转，水平位移，以及竖直位移三个变换参数，在三维参数空间进行搜索，获取最优仿射变换参数，使得该参数下的变换后待配准可见光图像与参考SAR图像具有最大空间互信息测度，完成待配准图像的配准；

步骤五，对彩色可见光图像进行彩色模型转换，将图像从RGB彩色空间转换到HIS空间，并提取灰度图像I分量；

步骤六，采用平稳小波变换(SWT)构建待融合的SAR图像与彩色可见光图像I分量的多分辨结构，获取它们在不同小波分解层中的低频以及水平、垂直、对角方向下的高频分解系数；

步骤七，对于SAR图像与彩色可见光图像I分量图像各尺度的低频分量，采用加权平均的方法完成小波系数的融合；对于各尺度高频分量，采用基于邻域能量取大的方法进行小波系数的融合；根据融合后得到的各尺度小波系数，采用逆SWT变换方法，实现非上采样且不会造成图像内容失真的融合后小波系数重构，产生灰度融合图像；

步骤八，通过待融合图像的高频分量进行对比，建立SAR目标检测函数，SAR目标检测函数采用高频特征图对图像进行区域划分，将SAR图像划分为目标区域与非目标区域；

步骤九，SAR图像被划分为目标区域与非目标区域，依据SAR图像中的目标区域与非目标区域的差异，采用分区域融合，得到最后的彩色融合图像，从而完成SAR图像与彩色可见光图像的融合。

在一些实施例中，所述步骤一至所述步骤四，具体包括：