一种空间外差干涉图像配准预处理方法与流程

1.本发明涉及光学遥感成像技术领域，具体是一种空间外差干涉图像配准预处理方法。


背景技术：

2.空间外差干涉成像光谱仪是一种高灵敏性，高稳定性的干涉成像光谱仪，具有高光通量与高光谱分辨率的优点，空间外差干涉成像光谱仪依靠对目标的推扫，获取二维空间信息和一维干涉信息，再利用傅里叶变换得到地物光谱信息。对于空间外差干涉成像光谱仪系统，通过推扫获取完整干涉信息的过程中，由于探测器或者推扫轨道的不稳定，可能会发生各种变化，使得获取图像存在旋转和位移等误差，造成干涉图的提取存在误差，进而造成复原图像和光谱失真。因此，为了获取正确的光谱图像信息，必须先对空间外差干涉成像光谱仪获取的图像进行配准。
3.尺度不变特征变换sift（scale
‑
invariant feature transform，简称sift）原理是以高斯差分尺度空间的结构对图像进行尺度分割，然后计算分割后的图像极值点大小并记录与该极值点相关位置信息和对应的尺度空间信息，然后剔除不好的极值点，剩余的点作为特征点并计算每个特征点的方向矢量，最后为每个特征点建立一个描述符，用一组向量描述该特征点。sift 算法在图像的不变特征提取方面拥有巨大的优势，但是当目标边缘光滑时则不能准确提取出特征点，甚至有时提取的特征点较少，并且运算复杂实时性不高。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种空间外差干涉图像配准预处理方法。这种方法能快速消除空间外差干涉图像的干涉条纹，从而提高配准精度。
5.实现本发明目的的技术方案是：一种空间外差干涉图像配准预处理方法， 包括如下步骤：1）依据空间外差干涉图像干涉条纹的特点，生成用于消除空间外差干涉条纹的通用条纹模块；2）采用通用条纹模块对待配准的空间外差干涉图像进行初步消除干涉条纹的处理；3）对进行初步消除干涉条纹处理后的空间外差干涉图像再做局部处理，消除剩余干涉条纹，完成空间外差干涉图像配准预处理。
6.步骤1）中所述的生成用于消除空间外差干涉条纹的通用条纹模块的过程为：1
‑
1）基于空间外差干涉成像光学系统设计的参数，设定初始模板p0(x,y),所述初始模板p0(x,y)为不携带图像的地物目标信息的空间外差仿真干涉图像；2
‑
1）获取空间外差干涉图像g(x,y)，并基于初始模板p0(x,y)计算消除条纹之后的图像f1(x,y)；3
‑
1）将消除条纹之后的图像f1(x,y)与不受干涉调制影响的普通图像f(x,y)相比
较，获得消除条纹成功率；4
‑
1）若该消除条纹成功率大于等于预先设定的评估系数a，则将所述初始模块p0(x,y)作为通用条纹模块p(x,y)；否则，采用以下修正方式计算模板p
n
(x,y)：,并采用模板p
n
(x,y)计算图形f1(x,y)，当 f1(x,y)与f(x,y)的比较结果大于等于预先设定的评估系数a时，将模板p
n
(x,y)作为通用条纹模板p(x,y)；步骤2
‑
1）中所述的计算消除条纹之后的图像f1(x,y)为：将空间外差干涉图像g(x,y)除以初始模板p0(x,y)获得消除条纹之后的图像f1(x,y)，表示为：f1(x,y)=g(x,y)/p0(x,y)。
7.步骤3）中所述的完成空间外差干涉图像配准预处理时的采用sift算法。
8.本技术方案根据空间外差干涉图像干涉条纹得特点，获得合适得通用条纹模块，并利用通用条纹模块对待配准图像做干涉条纹初步消除处理，再做局部平滑处理消除剩余干涉条纹，从而很好得消除了干涉条纹对配准精度得影响，进而极大得提高了图像配准得精度。
9.这种方法能快速消除空间外差干涉图像的干涉条纹，从而提高配准精度。
附图说明
10.图1为实施例的方法流程示意图；图2为实施例进行预处理后的配准图；图3为实施例中预处理前后进行的配准结果对比示意图。
具体实施方式
11.下面结合附图和实施例对本发明的内容做进一步的阐述，但不是对本发明限定。
12.实施例：参照图1，一种空间外差干涉图像配准预处理方法， 包括如下步骤：1）依据空间外差干涉图像干涉条纹的特点，生成消除空间外差干涉条纹的通用条纹模块；2）采用生成的消除条纹模块对待配准的空间外差干涉图像进行初步消除干涉条纹的处理；3）对进行初步消除干涉条纹处理后的空间外差干涉图像再做进一步处理，消除剩余干涉条纹，完成空间外差干涉图像配准预处理。
13.步骤1）中所述的生成用于消除空间外差干涉条纹的通用条纹模块的过程为：1
‑
1）基于空间外差干涉成像光学系统设计的参数，设定初始模板p0(x,y),所述初始模板p0(x,y)为不携带图像的地物目标信息的空间外差仿真干涉图像；2
‑
1）获取空间外差干涉图像g(x,y)，并基于初始模板p0(x,y)计算消除条纹之后的图像f1(x,y)，具体来说：将空间外差干涉图像g(x.y)除以初始模板p0(x,y)获得消除条纹之后的图像f1(x,y)，表示为：f1(x,y)= g(x,y)/ p0(x,y)，本例中空间外差干涉图像g(x,y)
可以为叠加了旋转和平移误差，图像尺寸对1024x1024；3
‑
1）将消除条纹之后的图像f1(x,y)与不受干涉调制影响的普通图像f(x,y)相比较，获得消除条纹成功率；4
‑
1）若该消除条纹成功率大于等于预先设定的评估系数a，则将所述初始模块p0(x,y)作为通用条纹模块p(x,y)；否则，采用以下修正方式计算模板p
n
(x,y)：,并采用模板p
n
(x,y)计算图形f1(x,y)，当 f1(x,y)与f(x,y)的比较结果大于等于预先设定的评估系数a时，将模板p
n
(x,y)作为通用条纹模板p(x,y)；步骤2
‑
1）中所述的计算消除条纹之后的图像f1(x,y)为：将空间外差干涉图像g(x,y)除以初始模板p0(x,y)获得消除条纹之后的图像f1(x,y)，表示为：f1(x,y)=g(x,y)/p0(x,y)。
14.步骤3）中所述的完成空间外差干涉图像配准预处理时的采用sift算法。
15.本例中，不受干涉调制影响的普通图像f(x,y)可以为从序列图像中提取的与图像g(x,y)同一光程差处的图像。
16.本例中，所评估系数a设定为0.8、 b为修正系数，b的数值随着修正结果而进行调整。


技术特征：
1.一种空间外差干涉图像配准预处理方法，其特征在于，包括如下步骤：1）依据空间外差干涉图像干涉条纹的特点，生成用于消除空间外差干涉条纹的通用条纹模块；2）采用通用条纹模块对待配准的空间外差干涉图像进行初步消除干涉条纹的处理；3）对进行初步消除干涉条纹处理后的空间外差干涉图像再做局部处理，消除剩余干涉条纹，完成空间外差干涉图像配准预处理。2.根据权利要求1所述的空间外差干涉图像配准预处理方法，其特征在于，步骤1）中所述的生成用于消除空间外差干涉条纹的通用条纹模块的过程为：1
‑
1）基于空间外差干涉成像光学系统设计的参数，设定初始模板p0(x,y),所述初始模板p0(x,y)为均匀目标所对应的空间外差干涉图像；2
‑
1）获取空间外差干涉图像g(x,y)，并基于初始模板p0(x,y)计算消除条纹之后的图像f1(x,y)；3
‑
1）将消除条纹之后的图像f1(x,y)与不受干涉调制影响的普通图像f(x,y)相比较，获得消除条纹成功率；4
‑
1）若该消除条纹成功率大于等于预先设定的评估系数a，则将所述初始模块p0(x,y)作为通用条纹模块p(x,y)；否则，采用以下修正方式计算模板p
n
(x,y)：,并采用模板p
n
(x,y)计算图形f1(x,y)，当 f1(x,y)与f(x,y)的比较结果大于等于预先设定的评估系数a时，将模板p
n
(x,y)作为通用条纹模板p(x,y)。3.根据权利要求2所述的空间外差干涉图像配准预处理方法，其特征在于，步骤2
‑
1）中所述的计算消除条纹之后的图像f1(x,y)为：将空间外差干涉图像g(x,y)除以初始模板p0(x,y)获得消除条纹之后的图像f1(x,y)，表示为：f1(x,y)=g(x,y)/p0(x,y)。4.根据权利要求1所述的空间外差干涉图像配准预处理方法，其特征在于，步骤3）中所述的完成空间外差干涉图像配准预处理时的采用sift算法。

技术总结
本发明公开了一种空间外差干涉图像配准预处理方法，包括：根据空间外差干涉图像条纹的特点，生成用消除空间外差干涉条纹的通用条纹模块；利用通用条纹模块对待配准的空间外差干涉图像进行初步消除干涉条纹的处理；对进行初步消除干涉条纹处理后的空间外差干涉图像再做局部处理，消除剩余干涉条纹，完成空间外差干涉图像配准预处理。这种方法能快速消除空间外差干涉图像的干涉条纹，从而提高配准精度。度。


技术研发人员：叶松 李炤林 汪杰君 李树 王新强 王方原 张文涛
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：2021.08.04
技术公布日：2021/11/2