CN106249235A - 一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法 - Google Patents

一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106249235A
CN106249235A CN201610544354.1A CN201610544354A CN106249235A CN 106249235 A CN106249235 A CN 106249235A CN 201610544354 A CN201610544354 A CN 201610544354A CN 106249235 A CN106249235 A CN 106249235A
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
subimage
splicing
distance
small block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610544354.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106249235B (zh
Inventor
肖忠源
张振华
褚超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd
Beijing Institute of Telemetry Technology
Original Assignee
Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd
Beijing Institute of Telemetry Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd, Beijing Institute of Telemetry Technology filed Critical Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd
Priority to CN201610544354.1A priority Critical patent/CN106249235B/zh
Publication of CN106249235A publication Critical patent/CN106249235A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106249235B publication Critical patent/CN106249235B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9004—SAR image acquisition techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/904—SAR modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

本发明涉及一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，该方法首先在SAR成像处理前合理设置SAR原始回波数据的复用情况；之后，在成像处理后采用相同的量化方法获取若干窄场景子图像；然后根据原始回波数据的复用情况对这些窄场景子图像进行方位向拼接；最后采用互相关法对这些窄场景子图像进行距离向拼接，从而获取二维拼接后的宽场景雷达图像，相比传统的基于最佳缝拼接法和基于像素融合拼接法，本方法不仅解决像素融合方法的过渡地带问题，同时运算量大大减少，提高配准拼接效率，可实现合成孔径雷达图像的快速配准拼接。

Description

一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法
技术领域
本发明涉及一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，属于信号处理技术领域。
背景技术
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种具备高分辨能力的微波成像雷达，因其全天时、全天候工作以及作用距离远的特点，SAR在遥感领域中发挥着越来越重要的作用。高分辨率、高精度的SAR图像在遥感领域的应用也越来越广泛。但随着人类活动的日益广泛，对SAR图像的整体要求也越来越高，希望在获取高分辨率的同时，其覆盖区域也更加宽广，以便于对一个较大的区域进行深入细致的分析研究，为后续的人类决策提供支持。但是，受限于目前的技术水平，高分辨率和宽覆盖是一对矛盾体，常用的解决方法是利用SAR获取多幅具有一定重叠区域的高分辨率的窄场景图像，然后通过图像配准拼接，得到一幅宽场景的图像。现有常用的图像配准拼接方法主要包括基于最佳缝拼接法和基于像素融合拼接法两类，前者计算复杂，且很难找到满足最小差异的拼接缝；后者运算量较少，但融合结果存在明显的过渡地带，总体拼接效果较差。因此限制了图像配准拼接方法在SAR图像拼接中的应用范围。
发明内容
本发明的目的在于克服现有常规方法的不足，提供一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，该方法相比传统的基于最佳缝拼接法和基于像素融合拼接法，不仅解决了像素融合方法的过渡地带问题，同时运算量大大减少，提高配准拼接效率，可实现合成孔径雷达图像的快速配准拼接。
本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，包括如下步骤：
(1)、将合成孔径雷达连续获取的原始回波数据划分成M个小块数据，每个小块数据的长度相等，且相邻小块数据间均存在数据重合部分，且重合部分为小块数据长度的一半，所述M为正整数，且M≥2；
(2)、对步骤(1)中划分出的每个小块数据分别进行合成孔径雷达成像处理，得到每个小块数据对应的子图像，其中第一小块数据D1获取的子图像为G1，第二小块数据D2获取的子图像为G2、第三小块数据D3获取的子图像为G3，……，第M小块数据DM所获取的子图像为GM；
其中：设定每个子图像的水平向表示方位向，每个子图像的垂直向表示距离向，每个子图像尺寸为Nr×Na，其中Nr表示距离向的像素数，Na表示方位向的像素数；
(3)、将M个子图像进行方位向拼接和距离向拼接，具体方法如下：
将第一小块数据D1的子图像G1与第二小块数据D2的子图像G2依次进行方位向拼接和距离向拼接，得到图像G12，再将图像G12与第三小块数据D3的子图像G3依次进行方位向拼接和距离向拼接，得到图像G123，依次类推，将图像G123…(M-1)与第M小块数据DM的子图像GM依次进行方位向拼接和距离向拼接，得到图像G123…M，完成M个子图像的拼接。
在上述与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法中，步骤(3)中第一小块数据D1的子图像G1与第二小块数据D2的子图像G2进行方位向拼接的具体方法如下：
(1)、设每个子图像方位向的长度为L，则第一小块数据D1的子图像G1与第二小块数据D2的子图像G2重合部分的图像方位向长度为L/2，沿方位向截取子图像G1的中间一半图像，即L/4～3L/4之间的图像，得到图 像G1a，沿方位向截取子图像G2的中间一半图像，即L/4～3L/4之间的图像，得到图像G2a；
(2)、将图像G1a与图像G2a沿方位向直接拼接形成图像G12A，完成子图像G1与子图像G2的方位向拼接。
在上述与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法中，步骤(3)中第一小块数据D1的子图像G1与第二小块数据D2的子图像G2进行距离向拼接的具体方法如下：
(1)、从图像G1a最后一列图像元素中选取[a*Nr]个元素组成向量v1，其中a为像素因子，且0<a<1；
(2)、设置一个正整数变量m，其取值为从1到[(1-a)*Nr]变化，且m变化的步进量为1，从图像G2a第一列图像元素中选取从第m个元素开始的[a*Nr]个元素，组成向量v2，即向量v2存在[(1-a)*Nr]种选取方法；
(3)、计算向量v1与向量v2的内积，即两个向量对应元素相乘之和，得到[(1-a)*Nr]个内积结果，比较所述[(1-a)*Nr]个内积结果，记录内积达到最大值时对应的向量v2，得到变量m的取值，假定此时m的取值为
(4)、根据步骤(3)中得到的确定图像G1a与图像G2a距离向拼接的图像元素范围，完成图像G1a与图像G2a的距离向拼接，得到图像G12。
在上述与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法中，步骤(1)中a≥0.8，优选a的取值为a＝7/8、a＝15/16或a＝31/32。
在上述与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法中，步骤(1)中从图像G1a最后一列图像元素中选取[a*Nr]个元素组成向量v1的选取规则根据图像G2a与图像G1a在距离向的相对位置关系而定，若为下移，则向量v1选取图像G1a最后一列图像元素的末尾[a*Nr]个元素，若为上移，则向量v1选取图像G1a最后一列图像元素的从第一个元素开始的[a*Nr]个元素；
其中：若图像G2a在距离向上需往上移动若干像素数后可与图像G1a对齐，则称这种相对位置关系为“下移”，若图像G2a在距离向上需往下移动若干像素数后可与图像G1a对齐，则称这种相对位置关系为“上移”。
在上述与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法中，步骤(4)中根据步骤(3)中得到的确定图像G1a与图像G2a距离向拼接的图像元素范围，完成图像G1a与图像G2a的距离向拼接，得到图像G12的具体方法如下：
若为下移，选取图像G1a每一列图像元素的从第个元素开始至最后一个元素的图像与图像G2a每一列图像元素的从第1个元素开始至第个元素的图像拼接成图像G12；若为上移，选取图像G1a每一列图像元素的从第1个元素开始至第个元素的图像与图像G2a每一列图像元素的从第个元素开始至最后一个元素的图像拼接成图像G12；其中，为距离向的像素数。
在上述与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法中，若图像G2a在距离向与图像G1a对齐，则无需进行距离向拼接，此时图像G12A即为子图像G1与子图像G2的拼接后的图像。
在上述与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法中，所述图像G12A的图像尺寸为其中，Nr为距离向的像素数，为方位向的像素数。
在上述与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法中，所述图像G12的尺寸为其中，为距离向的像素数，为方位向的像素数。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)、本发明首先在SAR成像处理前合理设置SAR原始回波数据的复 用情况；之后，在成像处理后采用相同的量化方法获取若干窄场景子图像；然后根据原始回波数据的复用情况对这些窄场景子图像进行方位向拼接；最后采用互相关法对这些窄场景子图像进行距离向拼接，从而获取二维拼接后的宽场景雷达图像，相比传统的基于最佳缝拼接法和基于像素融合拼接法，本方法不仅解决了像素融合方法的过渡地带问题，同时运算量大大减少，提高配准拼接效率，可实现合成孔径雷达图像的快速配准拼接。
(2)、本发明利用合成孔径雷达成像原理，通过合理设置原始回波数据的复用情况，可直接简化图像方位向的拼接，大大提高拼接效率；
(3)、本发明提出的利用互相关法实现图像距离向的配准拼接，方法易实现且效率较高；
(4)、本发明提出的图像二维拼接方法可实现合成孔径雷达图像的快速配准拼接，提高配准拼接效率。
附图说明
图1为本发明的图像配准拼接方法的总体流程图；
图2为本发明的图像配准拼接方法的原始回波数据划分示意图；
图3为本发明子图像G1与子图像G2进行方位向拼接和距离向拼接过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
本发明是一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，该方法所应用的场合是：合成孔径雷达获取了大数据量的原始回波数据，将这些大数据量的原始回波数据划分成若干小块数据，对每小块数据分别进行成像处理得到相应的子图像，再将这些子图像配准拼接成宽场景的雷达图像；如图1所示为本发明的图像配准拼接方法的总体流程图，本发明图像配准拼接方法具体包括如下步骤：
步骤(一)：设置原始回波复用情况；
合成孔径雷达连续获取了大量的原始回波数据，这些原始回波数据在时间上是连续的，在成像处理前需划分成长度相等的若干小块数据，相邻小块数据间必须有重合部分(即复用)。本发明方法设定相邻两个小块数据存在一半的数据重合，即第N个小块数据的前半部分数据与第N-1个小块数据的后半部分数据相同，第N个小块数据的后半部分数据与第N+1个小块数据的前半部分数据相同。
如图2所示为本发明的图像配准拼接方法的原始回波数据划分示意图，以总共三小块数据为例进行说明，假定划分出的每个小块数据的长度为L，为便于说明，图中假定总回波数据长度为2L，并假设划分出的第一小块数据为D1，其长度为L，第二小块数据为D2，其长度为L，第三小块数据为D3，其长度为L。第二小块数据D2与第一小块数据D1重合部分数据的长度为L/2，第三小块数据D3与第二小块数据D2重合部分数据的长度为L/2，也即，第二小块数据D2的前半部分与第一小块数据D1的后半部分重合，第三小块数据D3的前半部分与第二小块数据D2的后半部分重合。
步骤(二)：获取子图像；
对步骤一中划分出的每个小块数据分别进行合成孔径雷达成像处理，得到每个小块数据对应的子图像，其中第一小块数据D1获取的子图像为G1，第二小块数据D2获取的子图像为G2、第三小块数据D3获取的子图像为G3，……，第M小块数据DM所获取的子图像为GM；
其中：设定每个子图像的水平向表示方位向，子图像的垂直向表示距离向，每个子图像尺寸为Nr×Na，其中Nr表示距离向的像素数，Na表示方位向的像素数；
步骤(三)：方位向拼接和距离向拼接
本发明方法涉及的子图像拼接流程将第一小块数据D1的子图像G1与第二小块数据D2的子图像G2依次进行方位向拼接和距离向拼接，得到图像G12，再将图像G12与第三小块数据D3的子图像G3依次进行方位向 拼接和距离向拼接，得到图像G123，依次类推，将图像G123…(M-1)与第M小块数据DM的子图像GM依次进行方位向拼接和距离向拼接，得到图像G123…M，完成M个子图像的拼接。如果存在若干小块数据(即存在若干子图像)，依此类推拼接成更大的图像，即场景更宽的图像。
由于步骤(一)中划分出的所有小块数据的长度相同，因此，成像处理后得到的所有子图像的尺寸大小均相同，并假定子图像的水平向表示方位向，子图像的垂直向表示距离向，图像尺寸为Nr×Na，其中Nr表示距离向的像素数，Na表示方位向的像素数。如图3所示为本发明子图像G1与子图像G2进行方位向拼接和距离向拼接过程示意图。
(1)方位向拼接
如图3所示为本发明子图像G1与子图像G2进行方位向拼接和距离向拼接过程示意图。根据步骤一所设置的原始回波复用情况，对每个小块数据所获取的子图像进行方位向的截取拼接，设每个子图像的方位向长度为L，则第一小块数据D1的子图像G1与第二小块数据D2的子图像G2重合部分的图像方位向长度为L/2，沿方位向截取子图像G1的中间一半图像，即L/4～3L/4之间的图像，得到图像G1a，沿方位向截取子图像G2的中间一半图像，即L/4～3L/4之间的图像，得到图像G2a；同样道理，沿方位向截取第三小块数据D3的子图像G3的中间一半图像，即L/4～3L/4之间的图像，得到图像G3a，依次类推。
将图像G1a与图像G2a沿方位向直接拼接形成图像G12A，完成子图像G1与子图像G2的方位向拼接。
(2)、距离向拼接；
对图像G1a与图像G2a完成方位向拼接后，进行距离向拼接，以图像G1a与图像G2a拼接为例，具体说明如下：
首先，观察图像G2a与图像G1a在距离向的相对位置关系，若图像G2a在距离向上需往上移动一定像素数后可与图像G1a对齐，则称这种相 对位置关系为“下移”，即待配准子图像G2a相对参考图像G1a下移了，反之，若图像G2a在距离向上需往下移动一定像素数后可与图像G1a对齐，则称这种相对位置关系为“上移”，即待配准子图像G2a相对参考图像G1a上移了。若图像G2a在距离向与图像G1a对齐，则无需执行后续利用互相关法进行距离拼接的步骤，此时图像G12A即为子图像G1与子图像G2的二维拼接后的图像。
其次，从图像G1a最后一列图像元素中选取[a*Nr]个元素组成向量v1，其中，a为像素因子，介于0与1之间的系数，优选a≥0.8，更加优选取值为a＝7/8、a＝15/16或a＝31/32。若为下移，则向量v1选取图像G1a最后一列图像元素的末尾[a*Nr]个元素，若为上移，则向量v1选取图像G1a最后一列图像元素的从第一个元素开始的[a*Nr]个元素。记N1＝a*Nr。
从图像G2a第一列图像元素中选取[a*Nr]个元素组成向量v2，设置一个正整数变量m，其取值为从1到[(1-a)*Nr]变化，且m变化的步进量为1，向量v2选取图像G2a第一列图像元素的从第m个元素开始的[a*Nr]个元素，即向量v2存在[(1-a)*Nr]种选取方法。记N2＝[(1-a)*Nr]。
然后，计算向量v1与向量v2的内积，即两个向量对应元素相乘之和。显然，由于向量v2共有[(1-a)*Nr]种选取方法，因此共有[(1-a)*Nr]个内积结果。比较这[(1-a)*Nr]个内积结果，记录内积达到最大值时对应的向量v2，即变量m的取值，假定此时m的取值为
最后，根据图像G2a与图像G1a在距离向的相对位置关系进行距离拼接，若为下移，选取图像G1a每一列图像元素的从第个元素开始至最后一个元素的图像与图像G2a每一列图像元素的从第1个元素开始至第个元素的图像拼接成图像G12；若为上移，选取图像G1a每一列图像元素的从第1个元素开始至第个元素的图像与图 像G2a每一列图像元素的从第个元素开始至最后一个元素的图像拼接成图像G12。图像G12的尺寸为其中， 为距离向的像素数，为方位向的像素数，完成子图像G1与子图像G2的二维拼接。
完成子图像G1与子图像G2的二维拼接得到图像G12后，按照步骤三(1)中的方法沿方位向截取子图像G3中间一半图像G3a(L/4～3L/4)，将图像G12与G3a进行方位向拼接，再按照步骤三(2)的方法将图像G12与图像G3a进行距离向拼接，得到拼接后的图像G123，若存在更多子图像时，按照相同方法，依此类推进行拼接，得到更大的宽场景图像。
图像G12由子图像G1与子图像G2拼接而得，再与子图像G3拼接时，G12不再进行方位截取，只对子图像G3进行方位截取。同理，图像G123与子图像G4进行拼接时，G123不再进行方位截取，只对G4进行方位截取，依此类推。换句话说，已经拼接好的图像不再进行方位截取。
实施例1
以总共三小块数据为例进行说明，划分出的三个小块数据的长度相同，因此，成像处理后得到的三个子图像的尺寸大小均相同，假定子图像的水平向表示方位向，子图像的垂直向表示距离向，并假定图像尺寸Nr×Na为4096×2048，即每个子图像的距离向像素数Nr为4096，每个子图像的方位向像素数Na为2048。
对每幅子图像沿方位向截取中间一半图像，留待下一步的距离拼接。第一幅子图像沿方位向截取中间一半图像后的图像为G1a，第二幅子图像沿方位向截取中间一半图像后的图像为G2a，第三幅子图像沿方位向截取中间一半图像后的图像为G3a。图像G1a、G2a与G3a的图像尺寸Nr×Na均为4096×1024，距离向像素数Nr为4096，方位向像素数Na为1024。
首先进行图像G1a与图像G2a的方位向拼接为例，如图3所示，具体 方法如下：
首先，观察图像G2a与图像G1a在距离向的相对位置关系，若图像G2a在距离向上需往上移动一定像素数后可与图像G1a对齐，则称这种相对位置关系为“下移”，即待配准子图像G2a相对参考图像G1a下移了，反之，若图像G2a在距离向上需往下移动一定像素数后可与图像G1a对齐，则称这种相对位置关系为“上移”，即待配准子图像G2a相对参考图像G1a上移了。若图像G2a在距离向与图像G1a对齐，则无需执行后续利用互相关法进行距离拼接的步骤，此时图像G12A即为子图像G1与子图像G2的二维拼接后的图像。
其次，从图像G1a最后一列图像元素中选取个元素组成向量v1，具体选取规则视图像G2a与图像G1a在距离向的相对位置关系而定。若为下移，则向量v1选取图像G1a最后一列图像元素的末尾 个元素，若为上移，则向量v1选取图像G1a最后一列图像元素的从第一个元素开始的3840个元素。记N1＝3840。
从图像G2a第一列图像元素中选取个元素组成向量v2，设置一个正整数变量m，其取值为从1到变化，且m变化的步进量为1，向量v2选取图像G2a第一列图像元素的从第m个元素开始的个元素，即向量v2存在种选取方法。记N2＝256。
然后，计算向量v1与向量v2的内积，即两个向量对应元素相乘之和。显然，由于向量v2共有256种选取方法，因此共有256个内积结果。比较这256个内积结果，记录内积达到最大值时对应的向量v2，即变量m的取值，假定此时m的取值为62，即当m取值为62时，向量v1与向量v2的 内积达到最大值。
最后，根据图像G2a与图像G1a在距离向的相对位置关系进行距离拼接，若为下移，选取图像G1a每一列图像元素的从第个元素开始至最后一个元素的图像与图像G2a每一列图像元素的从第1个元素开始至第个元素的图像拼接成图像G12；若为上移，选取图像G1a每一列图像元素的从第1个元素开始至第个元素的图像与图像G2a每一列图像元素的从第个元素开始至最后一个元素的图像拼接成图像G12。图像G12的尺寸为即3902×2048，其中，为距离向的像素数，为方位向的像素数，完成子图像G1与子图像G2的二维拼接。
完成子图像G1与子图像G2的二维拼接得到图像G12后，按照步骤三(1)中的方法沿方位向截取子图像G3中间一半图像G3a(L/4～3L/4)，将G12与G3a进行方位向拼接，再按照步骤三(2)的方法将图像G12与图像G3a进行距离向拼接，得到拼接后的图像G123。
本实施例拼接方法相比传统基于像素融合拼接法，拼接效率至少提高了30％以上。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)、将合成孔径雷达连续获取的原始回波数据划分成M个小块数据，每个小块数据的长度相等，且相邻小块数据间均存在数据重合部分，且重合部分为小块数据长度的一半，所述M为正整数，且M≥2；
(2)、对步骤(1)中划分出的每个小块数据分别进行合成孔径雷达成像处理，得到每个小块数据对应的子图像，其中第一小块数据D1获取的子图像为G1，第二小块数据D2获取的子图像为G2、第三小块数据D3获取的子图像为G3，……，第M小块数据DM所获取的子图像为GM；
其中：设定每个子图像的水平向表示方位向，每个子图像的垂直向表示距离向，每个子图像尺寸为Nr×Na，其中Nr表示距离向的像素数，Na表示方位向的像素数；
(3)、将M个子图像进行方位向拼接和距离向拼接，具体方法如下：
将第一小块数据D1的子图像G1与第二小块数据D2的子图像G2依次进行方位向拼接和距离向拼接，得到图像G12，再将图像G12与第三小块数据D3的子图像G3依次进行方位向拼接和距离向拼接，得到图像G123，依次类推，将图像G123…(M-1)与第M小块数据DM的子图像GM依次进行方位向拼接和距离向拼接，得到图像G123…M，完成M个子图像的拼接。
2.根据权利要求1所述的一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，其特征在于：所述步骤(3)中第一小块数据D1的子图像G1与第二小块数据D2的子图像G2进行方位向拼接的具体方法如下：
(1)、设每个子图像方位向的长度为L，则第一小块数据D1的子图像G1与第二小块数据D2的子图像G2重合部分的图像方位向长度为L/2，沿方位向截取子图像G1的中间一半图像，即L/4～3L/4之间的图像，得到图像G1a，沿方位向截取子图像G2的中间一半图像，即L/4～3L/4之间的图像，得到图像G2a；
(2)、将图像G1a与图像G2a沿方位向直接拼接形成图像G12A，完成子图像G1与子图像G2的方位向拼接。
3.根据权利要求1或2所述的一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，其特征在于：所述步骤(3)中第一小块数据D1的子图像G1与第二小块数据D2的子图像G2进行距离向拼接的具体方法如下：
(1)、从图像G1a最后一列图像元素中选取[a*Nr]个元素组成向量v1，其中a为像素因子，且0<a<1；
(2)、设置一个正整数变量m，其取值为从1到[(1-a)*Nr]变化，且m变化的步进量为1，从图像G2a第一列图像元素中选取从第m个元素开始的[a*Nr]个元素，组成向量v2，即向量v2存在[(1-a)*Nr]种选取方法；
(3)、计算向量v1与向量v2的内积，即两个向量对应元素相乘之和，得到[(1-a)*Nr]个内积结果，比较所述[(1-a)*Nr]个内积结果，记录内积达到最大值时对应的向量v2，得到变量m的取值，假定此时m的取值为(4)、根据步骤(3)中得到的确定图像G1a与图像G2a距离向拼接的图像元素范围，完成图像G1a与图像G2a的距离向拼接，得到图像G12。
4.根据权利要求3所述的一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，其特征在于：所述步骤(1)中a≥0.8，优选a的取值为a＝7/8、a＝15/16或a＝31/32。
5.根据权利要求3所述的一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，其特征在于：所述步骤(1)中从图像G1a最后一列图像元素中选取[a*Nr]个元素组成向量v1的选取规则根据图像G2a与图像G1a在距离向的相对位置关系而定，若为下移，则向量v1选取图像G1a最后一列图像元素的末尾[a*Nr]个元素，若为上移，则向量v1选取图像G1a最后一列图像元素的从第一个元素开始的[a*Nr]个元素；
其中：若图像G2a在距离向上需往上移动若干像素数后可与图像G1a对齐，则称这种相对位置关系为“下移”，若图像G2a在距离向上需往下移动若干像素数后可与图像G1a对齐，则称这种相对位置关系为“上移”。
6.根据权利要求3或5所述的一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，其特征在于：所述步骤(4)中根据步骤(3)中得到的确定图像G1a与图像G2a距离向拼接的图像元素范围，完成图像G1a与图像G2a的距离向拼接，得到图像G12的具体方法如下：
若为下移，选取图像G1a每一列图像元素的从第个元素开始至最后一个元素的图像与图像G2a每一列图像元素的从第1个元素开始至第个元素的图像拼接成图像G12；若为上移，选取图像G1a每一列图像元素的从第1个元素开始至第个元素的图像与图像G2a每一列图像元素的从第个元素开始至最后一个元素的图像拼接成图像G12；其中，为距离向的像素数。
7.根据权利要求2所述的一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，其特征在于：若图像G2a在距离向与图像G1a对齐，则无需进行距离向拼接，此时图像G12A即为子图像G1与子图像G2的拼接后的图像。
8.根据权利要求2所述的一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，其特征在于：所述图像G12A的图像尺寸为其中，Nr为距离向的像素数，为方位向的像素数。
9.根据权利要求3所述的一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法，其特征在于：所述图像G12的尺寸为其中，为距离向的像素数，为方位向的像素数。
CN201610544354.1A 2016-07-12 2016-07-12 一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法 Active CN106249235B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610544354.1A CN106249235B (zh) 2016-07-12 2016-07-12 一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610544354.1A CN106249235B (zh) 2016-07-12 2016-07-12 一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106249235A true CN106249235A (zh) 2016-12-21
CN106249235B CN106249235B (zh) 2019-02-15

Family

ID=57613684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610544354.1A Active CN106249235B (zh) 2016-07-12 2016-07-12 一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106249235B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109001725A (zh) * 2018-06-07 2018-12-14 中国人民解放军海军工程大学 一种海上无人艇海上多目标跟踪方法
CN111640147A (zh) * 2020-06-04 2020-09-08 北京无线电测量研究所 用于步进频频带拼接的sar子图像配准方法、装置、计算机设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6785427B1 (en) * 2000-09-20 2004-08-31 Arcsoft, Inc. Image matching using resolution pyramids with geometric constraints
CN101706961A (zh) * 2009-11-10 2010-05-12 北京航空航天大学 一种图像的配准方法及装置
CN103605119A (zh) * 2013-09-18 2014-02-26 北京航空航天大学 一种星载合成孔径雷达条带模式方位模糊抑制方法
CN103630893A (zh) * 2013-02-21 2014-03-12 中国科学院电子学研究所 稀疏微波成像观测数据成像的方法
CN104391297A (zh) * 2014-11-17 2015-03-04 南京航空航天大学 一种划分子孔径pfa雷达成像方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6785427B1 (en) * 2000-09-20 2004-08-31 Arcsoft, Inc. Image matching using resolution pyramids with geometric constraints
CN101706961A (zh) * 2009-11-10 2010-05-12 北京航空航天大学 一种图像的配准方法及装置
CN103630893A (zh) * 2013-02-21 2014-03-12 中国科学院电子学研究所 稀疏微波成像观测数据成像的方法
CN103605119A (zh) * 2013-09-18 2014-02-26 北京航空航天大学 一种星载合成孔径雷达条带模式方位模糊抑制方法
CN104391297A (zh) * 2014-11-17 2015-03-04 南京航空航天大学 一种划分子孔径pfa雷达成像方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109001725A (zh) * 2018-06-07 2018-12-14 中国人民解放军海军工程大学 一种海上无人艇海上多目标跟踪方法
CN109001725B (zh) * 2018-06-07 2020-11-10 中国人民解放军海军工程大学 一种海上无人艇海上多目标跟踪方法
CN111640147A (zh) * 2020-06-04 2020-09-08 北京无线电测量研究所 用于步进频频带拼接的sar子图像配准方法、装置、计算机设备
CN111640147B (zh) * 2020-06-04 2023-10-31 北京无线电测量研究所 用于步进频频带拼接的sar子图像配准方法、装置、计算机设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN106249235B (zh) 2019-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1213602C (zh) 快速数字平移角倾变焦距的视频设备
CN101124815B (zh) 图像拾取设备、图像捕获方法和设计图像拾取设备的方法
CN105894451B (zh) 全景图像拼接方法和装置
US9661257B2 (en) Projection system, image processing device, and projection method
US20080002878A1 (en) Method For Fast Stereo Matching Of Images
CN101889453B (zh) 图像处理装置、摄像装置、方法及程序
CN100511124C (zh) 自由多视点多投影三维显示系统和方法
CN101616260B (zh) 信号处理装置和信号处理方法
JP4754364B2 (ja) 画像重ね合わせ装置
CN104159026A (zh) 一种实现360度全景视频的系统
CN106060493A (zh) 多源投影无缝边缘拼接方法及系统
JPH07193746A (ja) 画像処理システム
BG62114B1 (bg) Метод и система за вграждане на изображение във видеопоток
CN105096287A (zh) 一种改进的多次泊松图像融合方法
WO2001027679A1 (en) Microscope and method for manufacturing a composite image with a high resolution
CN101288025B (zh) 用于在取景器上展示图像聚焦信息的改进系统和方法
CN101180658A (zh) 深度感
CN103501415A (zh) 一种基于重叠部分结构变形的视频实时拼接方法
CN106255913A (zh) 包括具有不同直径的透镜元件的图像拾取设备
CN104272732B (zh) 图像处理装置、方法及摄像装置
CN104199944A (zh) 一种实现街景视图展示的方法及装置
EP0362677B1 (en) Method of and apparatus for producing cutout mask data
CN105096283A (zh) 全景图像的获取方法和装置
CN106249235A (zh) 一种与成像处理相结合的合成孔径雷达图像配准拼接方法
JPH01317091A (ja) 多方向立体映像装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant