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1、干涉雷达复数影像配准方法INSAR国内外发展现状INSAR影像配准常用方法小波金字塔高精度干涉雷达复数影像配准流程INSAR影像配准国内外现状不断出现的各种配准方法使得配准的精度越来越高。但始终存在一个问题,就是某一种方法仅对几组或几种图像可以取得很好的效果,但却不适应其他类型的数据。国内外学者提出许多影像配准方法相干系数法最大干涉频谱法相位差影像平均波动函数法最小二乘法动态规划法INSAR影像配准常用方法相干系数法最大干涉频谱法相位差影像平均波动函数法INSAR影像配准常用方法以相干系数作配准指标,
2、在参考影像上以待匹配点为中心取一定大小的窗口,对应在输入影像的一定搜索范围内,逐行逐点移动,并计算窗口内的相干系数,相干系数最大处即为最佳匹配点。相干系数法INSAR影像配准常用方法以频谱值作配准指标,将两匹配窗口影像进行干涉处理得到干涉条纹图像,再对干涉条纹图像进行2维离散傅立叶变换得到2维谱,2维谱复绝对值(复数值的模)中的最大值为配准指标值(频谱值),最后选取搜索窗口中最大频谱值点作为配准点。最大干涉频谱法INSAR影像配准常用方法1）计算两匹配窗口对应像素的相位差p(i,j)2）按下式计算窗口
3、的相位差平均波动函数值f,以f作为窗口中心点的配准指标值。f=∑i∑j
4、p(i+1,j)-p(i,j)
5、+
6、p(i,j+1)-p(i,j)
7、)/23）选取搜索窗口中具最小波动函数值的点作为配准点。相位差影像平均波动函数法以相位差图像的平均波动函数值f作为配准指标,通过估计干涉条纹图质量来判断匹配的质量。输入影像参考影像确定控制点几何变换模型输入影像重采样配准影像输出影像配准流程小波金字塔【特点】金字塔影像是一种通过采用由粗到精的搜索策略来提高配准效率的技术，它具有速度快，可靠性高的特点。对数字图像而言
8、，基于小波金字塔影像的匹配成功率最高。小波具有很好的多分辨率分析能力，又易于在并行计算系统上实现，而且小波多分辨分析又有连续逼近的能力，因此基于小波金字塔影像的技术被广泛应用于图像配准中。小波金字塔【算法】金字塔影像是对影像进行一次采样率为l／m(m=2，3⋯)的重采样（即把影像的每m*m个像素变成一个像素），这样就得到一对长、宽都为原来l／m的影像，把它作为金字塔的第一层。再对第一层用同样方法进行一次采样率为l／m的重采样，又得到第二层，以此类推，直到顶层。（其中原始影像作为金字塔影像的底层）小波金
9、字塔【配准步骤】金字塔底部是待处理图像的高分辨率表示，而顶部是低分辨率的近似。当向金字塔的下层移动时分辨率就会提高，估计的精度随之提高，同时搜索的范围也逐级缩小，提高了配准速度，最终在最高分辨率的图层上得到满足精度要求的最优解。顶层配准，得到一组初始配准参数将它们传递到下一层进行匹配直到原始图像小波金字塔相似性测度相似性测度的选择是图像配准中最重要的步骤之一，它是用于评估图像之间相似程度的指标，它决定了每一个配准测试中的相关特性，将其配准的程度最后转化为配准或者不配准。一般情况下待配准的图像是在不同时
10、间、不同条件、甚至不同成像技术下获取的，图像描述的信息存在差别，这种情况下就没有绝对的配准问题，只能在某种测度下取得相对最优，那么就应该寻找一种准则，使两幅图像在这种准则下达到最佳配准效果，这里的准则称之为相似性测度。相似性测度相关系数(标准化的协方差函数)是最基本的、也是最好的相似性测度之一。简化后的相关系数公式为：式中：A、B——大小为NxN的基准图像和待配准图像，Axy、Bxy一相应小波系数ILL(LL频带小波系数)。相关系数是两者之间相似程度的线性描述。根据施瓦兹不等式，O≤P≤1，并且在A／
11、8比值为常数时取极大值为l。p-q)表示不相关，胆l表示完全相关。但实际上两幅不同图像的户值介于0和l之间，很难达到理想值。一般来说，P(A,B)越接近l，两者越近似的含有线性关系。高精度干涉雷达复数影像配准流程采用以相干系数作为配准精度评价标准，从粗到细进行影像匹配的流程(如图)。【基本思想】采用多种配准方法的有机组合，尽量避免复杂的复数运算，以在保证准确性和可靠性的前提下，提高运算效率。高精度干涉雷达复数影像配准流程【主要步骤】(1)粗配准(2)像元级配准(3)亚像元级配准(4)待配准影像纠正【实
12、验结果表明】该匹配处理流程具有较高的可靠性、正确性和运算效率。基于卫星轨道参数的方法干涉雷达影像对的粗配准引入控制点的方法【方法】基于卫星轨道参数的方法优点：能自动完成偏移量的估算缺点：匹配精度较低(10—20个像素)，在轨道参数无法获得的情况下更是无法使用。干涉雷达影像对的粗配准引入控制点的方法优点：能在未知轨道参数的情况下接近较高的配准精度(接近1个像素)。基于人工选控制点的辅图像初始偏移量计算方法，不需要知道干涉复数图像对轨道信息，而是直接通过人工
