一种遥感影像配准方法及装置、存储介质和终端设备与流程

本发明涉及影像配准，具体涉及一种遥感影像配准方法及装置、存储介质和终端设备。

背景技术：

1、遥感影像配准是遥感影像处理中的一个重要步骤，它旨在将不同时间、不同传感器或不同视角获取的遥感影像进行对齐，使得它们能够在地理空间上相互匹配。在遥感应用中，精确的影像配准对于后续的影像分析、变化检测、地图制作等具有至关重要的意义。目前主流的自动影像配准方法，主要有基于特征点的配准，基于影像灰度值的配准，基于互信息的配准方法等。

2、然而，传统的遥感影像配准方法在处理弱纹理区域时往往效果不佳。基于特征点的配准，对单一纹理、弱纹理的遥感影像，特征点难以准确提取；基于影像灰度值的配准要求两幅影像的灰度值必须要一致，对受光照等环境影响的影像配准精度不高；基于互信息的配准，配准需要的时间比较长，而且可能会陷入局部极值，无法得到精确配准结果。弱纹理区域指的是影像中缺乏明显纹理特征或结构信息的区域，如水体、雪地等。目前对单一纹理、弱纹理的影像很多还是采用手动配准，手动配准的成功率和精度都比较高，但是它加大了操作者的负担，配准的速度比较慢。

3、为了解决上述问题，针对影像中弱纹理、单一纹理区域的匹配但往往面临配准精度不高、速度慢或操作复杂等挑战。因此，开发一种能够高效、准确地处理单一纹理和弱纹理遥感影像的配准方法，具有重要的现实意义和应用价值。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明第一目的在于提供一种遥感影像配准方法，在影像中存在单一纹理、弱纹理的场景下，也能够实现精确且快速的配准。

2、一种遥感影像配准方法，该方法包括：

3、s1获取参考影像和待配准影像并组成影像对；并计算影像对中参考影像和待配准影像的初级矩阵；

4、s2分别将影像对中的参考影像和待配准影像裁切得到多个参考影像子块和多个待配准影像子块；

5、s3基于各个参考影像子块的高级参考纹理系数和各个待配准影像子块的高级待配准纹理系数，依次提取影像对中参考影像和待配准影像中弱纹理区域；

6、s4分别识别参考影像和待配准影像中弱纹理区域的初级边界线，并基于两者的初级边界线进行匹配，得到初级边界线匹配对集；

7、s5基于初级矩阵的约束在初级边界线匹配对集中筛选出高级边界线匹配对集；

8、s6基于高级边界线匹配对集获取参考影像中弱纹理区域和待配准影像中弱纹理区域的变换矩阵；

9、s7利用变换求出待配准影像中弱纹理区域内的像素点在参考影像中弱纹理区域的位置，完成待配准影像与参考影像在弱纹理区域中的配准。

10、具体地，步骤s3包括：

11、s31分别计算各个参考影像子块和各个待配准影像子块的初级纹理系数并进行归一化处理，得到高级参考纹理系数集和高级待配准纹理系数集；

12、s32根据预设纹理阈值，在高级参考纹理系数集中筛选出小于预设纹理阈值的高级参考纹理系数对应的多个参考影像子块，作为参考影像中弱纹理区域；

13、s33根据预设纹理阈值，在高级待配准纹理系数集中筛选出小于预设纹理阈值的高级待配准纹理系数对应的多个待配准影像子块，作为待配准影像中弱纹理区域。

14、具体地，步骤s31中对初级纹理系数进行归一化处理的方法为：

15、先计算各个影像子块的方差，计算公式为：

16、

17、其中，为影像子块的方差，n为所述影像子块的数量，xi为任意取的像素点，为截取的所述影像子块的像素平均值；所述影像子块包括参考影像子块和各个待配准影像子块；

18、再基于影像子块的方差，计算其初级纹理系数，计算公式为：

19、

20、其中，tx为初级纹理系数，tmin＝0.5，εvar＝0.00005；

21、对初级纹理系数进行归一化处理，得到高级纹理系数，归一化处理的公式为：

22、

23、其中，t为高级纹理系数，tx为初级纹理系数，max为多个所述初级纹理系数中的最大值，min为多个初级纹理系数中的最小值。

24、具体地，步骤s4还包括：

25、s41根据预设纹理阈值将参考影像和待配准影像进行二值化处理，得到参考影像的二值图和待配准影像的二值图；

26、s42基于参考影像的二值图和待配准影像的二值图分别提取参考影像中弱纹理区域的初级边界线集和待配准影像中弱纹理区域的初级边界线集；

27、s43分别获取参考影像中任意两条初级边界线的交点和待配准影像中任意两条初级边界线的交点；

28、s44通过线段描述子对参考影像中弱纹理区域的初级边界线集中多个初级边界线和待配准影像中弱纹理区域的初级边界线集中多个初级边界线进行匹配，得到初级边界线匹配对集。

29、具体地，步骤s5还包括：在初级边界线匹配对集中依次判断各个初级边界线匹配对是否满足初级矩阵的约束，筛选出满足初级矩阵约束的多个初级边界线匹配对作为高级边界线匹配对集。

30、具体地，步骤s2具体为：在参考影像中任取一个像素点，以该像素点为中心，按照预设像素面积裁切出一个参考影像子块；重复上述操作，直至将参考影像裁切成多个参考影像子块；同上述操作将待配准影像裁切成多个待配准影像子块。

31、本发明第二目的在于提供一种遥感影像配准装置，该装置包括：

32、初级矩阵获取模块，用于计算参考影像和待配准影像的初级矩阵；

33、像素裁切模块，用于分别将参考影像和待配准影像裁切成为多个参考影像子块和待配准影像子块；

34、弱纹理提取模块，用于依次提取影像对中参考影像和待配准影像中弱纹理区域；

35、边界线匹配模块，用于识别并匹配参考影像中弱纹理区域的高级边界线和待配准影像中弱纹理区域的高级边界线，得到高级边界线匹配对集；

36、变换矩阵模块，用于计算参考影像中弱纹理区域和待配准影像中弱纹理区域间的变换矩阵，基于变换矩阵求出待配准影像中弱纹理区域内的像素点在参考影像中弱纹理区域的位置。

37、本发明第三目的在于提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序可被一个或多个处理器执行，以实现上述一种遥感影像配准方法中的步骤。

38、本发明另一目的在于一种终端设备，包括：处理器、存储器及通信总线；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；

39、所述通信总线实现处理器和存储器之间的连接通信；

40、所述处理器执行所述计算机可读程序时实现上述一种遥感影像配准方法中的步骤。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

42、(1)本发明分别将参考影像和待配准影像裁切成多个影像子块，通过将小于纹理阈值的高级纹理系数对应的多个参考影像子块和多个待配准影像子块分别视为参考影像和待配准影像的弱纹理区域；本发明通过细化处理影像像素单元，可以更加精确地识别和提取弱纹理区域，便于后续弱纹理区域的有效配准；

43、(2)本发明利用弱纹理区域的边界线进行匹配，边界线包含更多的显著的结构信息，可以在弱纹理区域获得更可靠的配准结果；

44、(3)本发明通过引入初级矩阵的约束条件，对边界线匹配对进行筛选，进一步提高了参考影像和待配准影像在弱纹理区域匹配的准确性和可靠性。