基于小波變換的遙感圖像自動配準算法研究.pdf

1、圖像配準是對不同時間、不同傳感器或不同視角拍攝的同一場景的兩幅或多幅圖像匹配的過程。作為配準技術(shù)的最終目標,近年來,自動配準技術(shù)得到了廣泛的研究。在遙感領域,面對數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增長的遙感圖像,研究快速、有效、高精度的遙感圖像自動配準算法成為迫切需要解決的問題。本文針對中巴資源衛(wèi)星02星(CBERS02)的CCD圖像,以遙感圖像的快速自動配準為研究重點,開展了如下幾個方面的工作:(1)在總結(jié)國內(nèi)外遙感圖像配準研究現(xiàn)狀的基礎上,指出了圖像自動

2、配準中存在的問題:對于大尺度的遙感圖像,自動配準算法比較耗時;基于點特征的自動配準方案,容易遺漏特征點和產(chǎn)生大量的偽特征點,從而導致較大的配準誤差。因此在圖像的自動配準中,如何提高配準速度和保證配準精度是關(guān)鍵問題。(2)系統(tǒng)的介紹和研究了兩類圖像配準算法:基于灰度的配準算法和基于特征的配準算法。在此基礎上,我們進一步研究了目前常用的兩類自動配準方法:基于點特征的局部配準方法和基于圖像灰度的全局配準方法。通過在CBERS02CCD圖像上的

3、實驗表明,基于點特征的局部配準方法中,特征點的遺漏和偽特征點的產(chǎn)生是不可避免的。同時隨著圖像尺度變大,特征點提取的時間也會不斷增加。因此針對研究對象的圖像特征,為了達到快速高精度自動配準的目的,本文采用基于灰度的全局自動配準方法。(3)基于圖像灰度的配準方法思路簡單、實現(xiàn)容易,但計算量大,耗時長。因此本文將小波變換與基于圖像灰度的配準方法相結(jié)合,提出了一種高效的圖像配準方法。該方法通過小波分解建立不同大小和分辨率的圖像金字塔,采用由粗到

4、精的逐層匹配策略,大大減小了搜索空間,從而減少了圖像配準的計算量。通過理論分析表明,該方法極大地減少了計算量,提高了配準速度。(4)最終本文采用基于小波變換和最大互相關(guān)的全局自動配準方案。該方案的特點是:算法不需要人工干預,適合于大數(shù)據(jù)量的遙感圖像自動配準;與基于點特征的自動配準方案相比,在缺乏先驗知識的情況下,避免了點-點匹配的方法因缺乏充足、均勻和準確的控制點而導致較大的配準誤差;利用了多分辨率小波的優(yōu)勢,采用由粗到精的搜索策略,減