基于比值相关函数的SAR图像配准方法

摘要

本发明公开了一种基于比值相关函数的SAR图像配准方法，主要克服现有相关配准方法难以适应SAR图像斑点乘性噪声模型。对于给定参考图和待配准图，其实现过程是：1)取待配准图的倒数图像；2)分别对参考图和倒数图像做快速傅立叶变换并在频域共轭相乘；3)相乘结果反变换得到比值相关函数；4)取比值相关函数最小值位置像素级偏移；5)裁剪不重叠的区域，并重复实施一次1)‑5)过程；6)对裁剪图像执行频域补零操作，计算一定范围的傅立叶反变换，最小点位置为亚像素偏移；7)将所有像素级和亚像素级偏移估计相加，得到总体偏移估计。本发明相对于其它的一些像素级和亚像素级偏移估计方法对SAR图像偏移估计结果更加稳定。

主权项

基于比值相关函数的SAR图像配准方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)对于给定参考图像i_m和待配准图像i_s，计算待配准图像i_s的倒数图像，记为上标r表示倒数；(2)分别对参考图i_m和待配准图的倒数图像做快速傅立叶变换并进行频域共轭相乘，如下式所示:$I_m=\mathrm{FFT}\left(i_m\right),I_s=\mathrm{FFT}\left(i_s^r\right),R_{i_m,i_s}^R=I_m{I}_s^{*},$其中，I_m为图像i_m的快速傅立叶变换结果，I_s为图像的快速傅立叶变换结果，FFT(·)为快速傅立叶变换操作，为I_m和I_s的共轭乘积，上标R表示新提出的比值度量方法，*表示共轭；(3)对执行快速傅立叶反变换，得到比值相关函数的结果(4)搜索中的最小值坐标位置坐标(u',v')，该坐标即为比值法估计SAR图像像素级偏移(Δx,Δy)，如下式所示：$(\mathrm{\Delta x},\mathrm{\Delta y})=\arg \underset{u\text{'},v\text{'}}{\min }\left\{r_{i_m,i_s}^R(u\text{'},v\text{'})\right\},$(5)裁剪不重叠的区域得到裁剪后的参考图像和待配准图像并重复实施一次(1)‑(5)过程得到和其中，上标数字表示裁剪次数；(6)对于步骤(5)两次裁剪后得到的图像对和执行(1)‑(2)步骤，计算得到的进行频域补零，计算补零后矩阵(‑2,2)像素范围的傅立叶反变换，得到插值相关函数并按下式查找最小值$(\mathrm{\Delta x},\mathrm{\Delta y})=\arg \underset{u\text{'},v\text{'}}{\min }\left\{r_{i_m,i_s}^R(u\text{'},v\text{'})\right\},-2p<\mathrm{\Delta x},\mathrm{\Delta y}<2p,$其中，上标p表示上采样率，p＝32，则为亚像素偏移估计结果；(7)将所有像素级和亚像素级偏移估计相加，得到原参考图和待配准图的偏移估计。