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基于边缘拟合直线的遥感图像自动配准

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ｅ ｇｓ ｏ ｕ ｒ Ｅ ｇｎｅｉｇ ａ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｏ ｓ２ ０ ，３ ２ ）３ － ６ ｄ ｅ． ｍｐ ｔ ｎ ｅｒｎ ｎ ｐｉ ｔ ｎ ，０ ７ ４ （ ８ ：４ ３ ． Ｃ ｅ ｉ ｃｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｒｏ ａｉ ｎ ｐ ｏ ｌ ｍ ｓ ｄ ｆ ｃ ｌ ｉ ｃ ｍｍｏ ｉ ｇ ｅ ｉｔａｉ ｎ ｓｒ ｃ ： ｔ ｔ ｒ ｂ ｅ ｉ ａ ｉ ｉｕ ｔ ｎ ｏ ｏ ｙ ｎ ｍａ ｅ ｒ ｇｓｒ ｔ ｍｅｈ ｄ ｆ ｒ ｔ ｃ ｍｐ ｔｔ ｎ ｌ ｏ ｌｘｔ ， ｉｈ ａ ｔ ｏ ｔ ｏ ｓ ｏ ｉ ｓ ｏ ｕ ａｉ ａ ｃ ｍｐ ｅ ｉ ｗｈ ｃ ｃ ｎ’ ｏ ｙ
摘
要： 旋转问题是 目前 图像 自动配准 中的一个难 点 ， 普通方法计算复杂度 大 ， 法满足很 多应 用中实时性 的要 求 ， 无 而基 于边缘 方
向直 方图的方法对噪声很敏 感， 对边缘进行直线拟合 ， 出了一种新的基于边缘 拟合 直线的配准算法 。提 出了边缘拟合 直线角度 提
差直方图的构建方法 ， 并利用 它对待配准 图像 进行旋转 角度补偿 ， 然后使 用边缘点 集的 Ｈ ｕｄｒ 距 离进行平移量估计 ， ａｓｏｆ 获得 变换
文章编号 ：０ ２ ８ ３ （ ０７ ２ — ０ ４ ０ 文献标识码 ： 中图分 类号 ：Ｐ ５ １ — ３ １２ ）８ ０ ３— ３ Ａ Ｔ７１
１ 引言
遥感 图像 配准是对不 同时间 、 不同视场 、 不同传感 器获得 的两幅或多幅遥感 图像进行空 间几何变换 ， 得各个图像的共 使 有特征在几何上能够 匹配对应起来的算法和技术 。 遥感图像配 准 的用途 十分广泛 ， 包括数据融 合 、 新传 感器校正 ａ ＠ｍ ｉｕｔ ｅ ． ｌｈ ｎ ｌ ｃｄ ｎ
ＹＡＮＧ Ｘｉ ＴＡＮＧ Ｊｎ－ ｕ ， Ｕ Ｚ ｎ ｂａ ｅ ａ． ｍｏｅ ｅ ｓｎ ｉ ｇ ｒ ｇｓｒ ｔ ｎ ａ ｅ ｏ ｆｔ ｄ ｔａｇ ｔ ｉ ｅ ｏ ｎ， ｉ ｈ ｉＮＩ ｏ ｇ— ｉｏ，ｔ １ Ｒｅ ｔ ｓｎ ｉ ｇ ｍａ ｅ ｅ ｉｔａｉ ｂ ｓ ｄ ｎ ｉ ｅ ｓｒ ｉｈ ｆ ｓ ｆ ｏ ｔ ｎ
维普资讯
Ｃ ｍ ｕ ｒＥｇ ｅｒ ｇａｄＡ ｐｉ ｔｎ 计算机工程 与应用 ｏｐ ｔ ｎｉ ｅｉ ｎ ｐｌａｏｓ ｅ ｎ ｎ ｃｉ
基于边缘拟 合直线 的遥感 图像 自动配准
杨 欣 ， 金辉 ， 宗标 ， 唐 牛 吴秀 清
ＹＡＮＧ ｎ， ＡＮＧ ｉ－ ｕ ， Ｕ Ｚ ｎ － ｉｏ Ｗ Ｕ ｕ ｑ ｎ Ｘｉ Ｔ Ｊｎ ｈ ｉＮＩ ｏ ｇ ｂａ ， Ｘｉ － ｉｇ
ｓ ｌ ｌ ｄ ｍａ ｎＴ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｕ ｔ ｄ ｍｏ ｓ ａｅ ｔ ａ ｈ ｅ ｔ ｏ ｓ ａ ｐ ｉａ ｌ ｎ ｍａ ｙ ａ ｐ ｉ ａｉ ｎ ． ｍａ ｏ ｉ ． ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ｅ ｎ ｔ ｔ ｈ ｔ ｔ ｅ ｎ ｗ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ｐ ｌ ｂｅ ｉ ｎ ｐ ｌ ｔ ｓ ｉ ｓ ｒ ｃ ｃ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｇｓｒ ｔ ｎ； ｄ ｅ ｌ ｅ ｔ ｎ ； ｎ ｌ ｉｔ ｇ ａ ； ｕ ｄ ｒ ｉｔｎ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｉｔ ｉ ｅ ｇ ｉ ｓ ｆ ｔ ｇ ａ ｇｅ ｈｓｏ ｒ ｍ Ｈａ ｓ ｏ ｆ ｄ ｓａ ｃ ａｏ ｎ ｉ ｉ
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中国科学技术 大学 电子工程 与信息科学 系 ， 合肥 ２ ０ ２ ３０ ７
Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆ Ｅｌｃｒ ｎ ｃ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ＆ Ｉ ｆｒ ｔ ｎ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｏ Ｓ Ｃ， ｆ ｉ ３ ２ Ｃ ｉ ａ ｐ ｒｍｅ ｔ ｏ ｅ ｔ ｉ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｏ ｉ ｎ ｏ ｍａｉ ｃｅ ｃ ｆ Ｕ Ｔ Ｈｅ ｅ ｏ ２ ０ ７， ｈ ｎ
参数 的近似值 ； 最后 以基 于 Ｒ ｎｉ 的互信 息为相似性测度 ， 用遗传算 法在粗 配准的近似解的小 范围邻域 内快速寻找 最优解进 ｅｙ 熵 利
行精确配准。该方法计算简单、 抗噪 声性能强且能获得较好 的配准精度 。
关键词 ： 配准； 边缘 直线拟合 ； 角度差直方 图； ａ ｓｏ 距 离 Ｈ ｕｄ ｒ ｆ

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基于SIFT算法的遥感图像配准研究

基于SIFT算法的遥感图像配准研究

Chongqing Three Gorges University,C h o ngqing 404100,China
Abstract ：Automatic image registration is a vital yet challenging task,particularly for remote sensing im a g e s . A fully automatic registration approach which is accurate,robust,a n d fast is required. T h e scale-invariant feature trans­ form algorithm a nd its m a n y variants are widely used in feature-based remote sensing image registration. H o w e v e r ,in
关键词：S I F T 算法；特征 提取 ；图像配准；图像处理 中图分类号:T N 911.7 文献标识码：A d o i ：10. 14016/ki.jgzz.2021.06. 097
Research on remote sensing image registration based on SIFT algorithm
H U A N G H a i b o , L I X i a o l i n g , N I E X i a n g f e i ,Z H A N G Y u e , F E N G L i y u a n Chongqing K e y Laboratory of Geological Environment Monitoring a n d Disaster Early-warning in Three Gorges Reservoir A r e a ,
遥感图像配准技术与精度评定方法

遥感图像配准技术与精度评定方法

遥感图像配准技术与精度评定方法引言：遥感图像是通过卫星、飞机等空中平台获取的地球表面的影像数据，它在各个学科领域中有着广泛的应用。

在实际应用中，遥感图像配准技术是一项关键的技术，它能够将多幅图像进行几何校正，以确保它们在同一坐标系下具有一致的几何特征，进而提高遥感影像的解译和分析的准确性。

本文将介绍遥感图像配准技术的原理和方法，并探讨相应的精度评定方法。

一、遥感图像配准技术原理遥感图像配准技术的基本原理是通过提取图像中的特征点，并通过匹配这些特征点来实现图像的几何校正。

根据匹配的原理和方法的不同，遥感图像配准技术可以分为点特征匹配法、区域特征匹配法和基于控制点的配准法等。

1. 点特征匹配法点特征匹配法是基于图像中的离散像素点进行配准的方法。

它通过寻找同一地物的相应像素点，并计算它们之间的几何变换关系来实现图像配准。

这种方法的优点是计算简单，但对于遥感图像中存在复杂地物和纹理的情况，点特征匹配法的效果较差。

2. 区域特征匹配法区域特征匹配法是基于图像中的纹理和结构信息进行配准的方法。

它通过提取图像中的区域特征，并计算它们之间的相似性来实现图像配准。

这种方法的优点是对遥感图像中的复杂地物和纹理有较好的适应性，但计算复杂度较高。

3. 基于控制点的配准法基于控制点的配准法是通过已知位置的控制点来实现图像配准。

它通过提取图像和参考影像中的控制点，并计算它们之间的变换关系来实现图像配准。

这种方法的优点是精度较高，但需要准确的控制点信息。

二、遥感图像配准技术方法遥感图像配准技术的方法多种多样，下面将介绍几种常用的方法。

1. 特征点提取与匹配该方法通过使用特征点检测算法（如SIFT、SURF等）来提取图像中的特征点，再使用特征点匹配算法（如RANSAC等）来进行特征点的匹配，以实现图像的配准。

2. 多尺度配准该方法通过使用金字塔多尺度图像处理方法，将原始图像金字塔进行分解，然后将不同层次的图像进行配准，逐步实现图像的几何校正。

基于MATLAB中IPT函数的一种遥感图像配准方法

基于MATLAB中IPT函数的一种遥感图像配准方法

基于MATLAB中IPT函数的一种遥感图像配准方法张丽丽;董云峰;付保红;郭险峰;刘开绪【摘要】MATLAB的图像处理工具箱中有基于点特征图像配准的函数,首先对这些函数进行了详细介绍,并使用其完成了遥感图像的配准,之后提出了边缘检测的算法,与上述函数法进行结合,使特征点的提取难度降低,最后对该方法进行了分析,提出了下一步研究重点.【期刊名称】《大庆师范学院学报》【年(卷),期】2013(033)006【总页数】5页(P10-14)【关键词】MATLAB;IPT;遥感图像;配准;边缘检测【作者】张丽丽;董云峰;付保红;郭险峰;刘开绪【作者单位】大庆师范学院物理与电气信息工程学院,黑龙江大庆163712;大庆师范学院物理与电气信息工程学院,黑龙江大庆163712;大庆师范学院物理与电气信息工程学院,黑龙江大庆163712;大庆师范学院物理与电气信息工程学院,黑龙江大庆163712;大庆师范学院物理与电气信息工程学院,黑龙江大庆163712【正文语种】中文【中图分类】TP751图像配准技术广泛应用于遥感图像处理、目标识别、医学影像分析、机器视觉以及三维重建等领域。

在遥感领域，实现图像融合、变化检测、图像校正、图像镶嵌等应用中，图像配准都是必不可少的—个关键步骤［1］。

图像配准方法分为两类：基于图像灰度和基于图像特征。

基于灰度的配准算法由于图像中所有的像素点均参与了计算，因此算法计算量大，运行效率低，不适用于大幅面遥感图像的配准。

基于特征的配准算法首先提取图像中的显著特征（如角点、边缘、直线等）形成特征集，然后确定两幅图像特征集中各个特征的对应关系，计算出变换参数，从而实现图像的配准。

这类算法仅利用了图像中的显著特征参与计算，因而能够降低噪声、灰度变化、形变和遮挡的影响，具有较强的适应力和抗干扰能力；减小了计算量，速度较快，因此在遥感图像配准领域获得了广泛应用。

［2-3］点特征是基于图像特征配准中最常用的特征之一，很多其他的特征提取方法最终都会统一到同名点的提取上。

基于边缘特征的多源影像空间配准精度研究

基于边缘特征的多源影像空间配准精度研究


地表 的细节 特征 。利 用 ＡＳ Ｔ Ｅ Ｒ 与 ＭＯＤ Ｉ Ｓ同位 于一颗 卫 星的优 势 ， 进行 了大量 研 究 ， 尤其 是 在地 表 温度 验 证、 数 据融合 和 等方 向发 挥 了明显 优 势［ １ ２ １ ３ ］ 。但 由于 ＭＯＤ Ｉ Ｓ空 间分 辨 率较 低 ， 地 物 细节 不 明 显 ， 在 选 择 同
共搭 载五个 对 地观测 传 感器 ， 其 中就包 括 ＡＳ Ｔ Ｅ Ｒ 与 Ｍ０Ｄ Ｉ Ｓ 。
获取 ２ ０ ０ ８年 ６月 ４ 日研 究 区 ＡＳ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ １ Ｂ 、 ＡＳ ＴＥ Ｒ 与 ＭＯＤ Ｉ Ｓ地 表 温 度 （ １ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ， Ｌ Ｓ Ｔ） 数 据 。ＡＳ ＴＥ Ｒ Ｌ Ｉ Ｂ产 品为大 气顶 层 的辐亮 度 ， 包括 １ ４个 波段 ， 即三个 １ ５ ｍ 的可见 光 近红外 数据 、 六
名点 时如何 确定 其配 准精 度是 一个 难 点 。
本 文 以 ＡＳ ＴＥ Ｒ与 ＭＯ ＤＩ Ｓ两种 数据 进行 空 间配准 研究 ， 以甘肃 省 张掖 市 为研究 区域 ， 充分 考 虑该 地 区 盈科 绿 洲与 戈壁 区分 界 明显这 一 特点 ， 利用 图像 分割 、 边 缘提 取 及 图像 匹配 等技 术 ， 以先 验 知识 为 基础 确 定
边缘 并 拟合分 析 ， 提 出 了基于边 缘 进行 空 间配准精 度 的分析 方法 。此 外 ， 还 利用 选择 同名 点 的方 法进 行 了空 间 配准 精度 分析 。
１ 材 料 与 方 法
１ ． １ 研 究 区 域 及 数 据 预 处 理
研 究 区位 于甘肃 省 张掖市 （ １ ０ ０ 。 １ ２ ～１ ０ ０ 。 ３ ２ Ｅ， ３ ８ 。 ４ ４ ～３ ８ 。 ５ ７ Ｎ） ， 属 于 河西 走廊 中段 ， 其 中包 括盈 科 绿