基于小波變換的多光譜圖像和全色圖像配準(zhǔn)算法

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1、第26卷第3期暨南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Vol.27No.32006年6月JournalofJinanUniversity(NaturalScience)Jun.2006基于小波變換的多光譜圖像和全色圖像配準(zhǔn)算法陳蔓麗,陳木生,狄紅衛(wèi)(暨南大學(xué)光電工程研究所,廣東廣州510632)[摘要]研究一種快速、準(zhǔn)確的適用于大角度旋轉(zhuǎn)的多光譜圖像和全色圖像自適應(yīng)配準(zhǔn)方法.該算法首先基于小波變換提取圖像的角點作為特征點,然后提出利用基于區(qū)域帶旋轉(zhuǎn)角度估算的相似度最大和三角形相似的方法確定最佳的配準(zhǔn)參數(shù),最后采用迭代算法優(yōu)化配準(zhǔn)參數(shù).實驗結(jié)果表明:該方法可以準(zhǔn)確、自動地獲得不同的多光譜圖像和

2、全色圖像之間的配準(zhǔn)參數(shù).[關(guān)鍵詞]圖像配準(zhǔn);小波變換;全色圖像;多光譜圖像[中圖分類號]TN957.52[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1000-9965(2005)06-0382-04Aregistrationmethodformulti-spectralimageandpanchromaticimagebasedonwavelettransformationCHENMan2li,CHENMu2sheng,DIHong2wei(InstituteofOptoelectronicEngineering,JinanUniversity,Guangzhou510632,China)[A

3、bstract]Aquick,accurateandadaptiveimageregistrationmethodappliedtolargerotationangleformulti-spectralimageandpanchromaticimageispresented.Itextractsthecornerpointsoftwoimagesbasedonwavelettransformationfirstly.Thenthemaximumofcorrelationcoefficientwiththeestimationofrotationanglebasedonregio

4、nandtrianglesimilarityisdeveloped.Finally,theiterativealgorithmisusedtogettheoptimalregistra2tionparameters.Experimentresultsshowthatthemethodcanregistermulti-spectralim2ageandpanchromaticimageeffectivelyandaccurately.[Keywords]imageregistration;wavelettransformation;panchromaticimage;multi-

5、spectralimage空間遙感作為一種獲取全球性綜合信息的重要手段,其優(yōu)勢已日見明顯.不同的遙感數(shù)據(jù)具有不同的空間分辨率、波譜分辨率和時相分辨率.圖像融合技術(shù)能夠使不同形式的信息互相[收稿日期]2005-11-02[基金項目]廣東省自然科學(xué)基金(04010465)資助課題.[作者簡介]陳蔓麗(1981-),女,碩士研究生,研究方向:光電圖像處理第3期陳蔓麗,等:基于小波變換的多光譜圖像和全色圖像配準(zhǔn)算法383補(bǔ)充,獲得對同一事物或目標(biāo)的更客觀、更本質(zhì)的認(rèn)識.圖像配準(zhǔn)是圖像融合的基本環(huán)節(jié),只有經(jīng)過配準(zhǔn)后的圖像才能進(jìn)行有效的融合.由于不同傳感器或同一傳感器在不同時間獲得的圖像往

6、往會存在一些差異,如圖像間存在相對平移、旋轉(zhuǎn)、縮放甚至產(chǎn)生畸變,這對圖像融合處理是非常不利的,會使圖像融合結(jié)果包含較多的錯誤信息或產(chǎn)生較大的形變.為此,在融合之前,需對圖像進(jìn)行配準(zhǔn).此外,圖像配準(zhǔn)還廣泛應(yīng)用于遙感圖像鑲嵌、計算機(jī)視覺、運動估計、醫(yī)用[1]圖像分析等領(lǐng)域.圖像配準(zhǔn)研究的目標(biāo)是找到快速、適應(yīng)大角度旋轉(zhuǎn)、縮放和平移等功能,抗噪能力強(qiáng)、能對不同傳感器圖像配準(zhǔn)的自適應(yīng)算法.圖像配準(zhǔn)的關(guān)鍵是參考圖和配準(zhǔn)圖之間控制點對的選取和匹配,主要有基于灰度和基于圖像特征的自動圖像配準(zhǔn)方法.近年來,利用小波變換實現(xiàn)圖像的自動配準(zhǔn)成為一個熱點,主要因為利用小波變換實現(xiàn)圖像自動配準(zhǔn)具有精度高

7、、速度快等[2]優(yōu)點.目前主要的圖像配準(zhǔn)算法通常只適用于小角度旋轉(zhuǎn)的情況.針對這一問題,本文基于小波域提取圖像的角點作為特征點,提出利用基于區(qū)域帶旋轉(zhuǎn)角度估算的相似度最大和三角形相似的方法自動地獲取圖像的特征匹配控制點對,再對匹配控制點對進(jìn)行仿射變換,計算出圖像的配準(zhǔn)參數(shù),并利用迭代算法進(jìn)行優(yōu)化,最后對圖像進(jìn)行插值實現(xiàn)圖像的配準(zhǔn).實驗結(jié)果表明,本文提出的算法能夠準(zhǔn)確地對低分辨率多光譜圖像和高分辨率全色圖像進(jìn)行配準(zhǔn),并且適用于大角度旋轉(zhuǎn)的情況.1圖像變換模型在圖像配準(zhǔn)時,采取什么樣的圖像空間變