相位相关性增强的自适应低重叠率多光谱图像快速拼接算法

贾停停; 王慧琴; 王可; 王展; 甄刚; 李源

doi:10.37188/CJLCD.2021-0294

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相位相关性增强的自适应低重叠率多光谱图像快速拼接算法

图像处理 | 更新时间：2022-06-14

- 相位相关性增强的自适应低重叠率多光谱图像快速拼接算法
- Adaptive low overlap multispectral image fast mosaic algorithm based on phase correlation enhancement
- 液晶与显示 2022年37卷第4期页码：483-493
- 作者机构：
  
  1.西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西西安 710055
  2.陕西省文物保护研究院，陕西西安 710075
  3.西安博物院，陕西西安 710054
- 作者简介：
  
  [ "贾停停（1994—），女，陕西韩城人，硕士研究生，2018年于西安建筑科技大学获得学士学位，主要从事数字图像处理方面的研究。E-mail：1571995944@qq.com" ]
  [ "王慧琴（1970—），女，博士，教授，2002年于西安交通大学获得博士学位，主要从事智能信息处理、信息理论与应用、信息技术与管理、数字建筑等研究。E-mail： hqwang@xauat.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  陕西省自然科学基础研究计划(2021JM-377);陕西省科技厅国际科技合作计划项目(2020KW-012);陕西省教育厅重点项目高端智库(18JT006);西安市科技局项目(GXYD10.1)
- DOI：10.37188/CJLCD.2021-0294
  中图分类号： TP751.1;TP391.41
- 收稿日期：2021-11-18，
  
  修回日期：2021-12-16，
  
  纸质出版日期：2022-04-05
- 稿件说明：
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贾停停, 王慧琴, 王可, 等. 相位相关性增强的自适应低重叠率多光谱图像快速拼接算法[J]. 液晶与显示, 2022,37(4):483-493.

Ting-ting JIA, Hui-qin WANG, Ke WANG, et al. Adaptive low overlap multispectral image fast mosaic algorithm based on phase correlation enhancement[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(4): 483-493.
贾停停, 王慧琴, 王可, 等. 相位相关性增强的自适应低重叠率多光谱图像快速拼接算法[J]. 液晶与显示, 2022,37(4):483-493. DOI： 10.37188/CJLCD.2021-0294.

Ting-ting JIA, Hui-qin WANG, Ke WANG, et al. Adaptive low overlap multispectral image fast mosaic algorithm based on phase correlation enhancement[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(4): 483-493. DOI： 10.37188/CJLCD.2021-0294.

摘要

在进行多光谱图像拼接时，由于成像需求及不同波段图像的信息差异，导致无法在低重叠率条件下完成全波段光谱图像快速拼接。针对该问题，本文提出一种相位相关性增强的自适应低重叠率多光谱图像快速拼接算法。以多光谱图像信息熵最大通道作为基准通道，设计图像相关性增强切分方法，切除基准通道下两幅相邻镜头光谱图像的特定步长，提高待匹配光谱图像重叠率；引入最小二乘法动态调整切分次数及切分步长，实现相对偏移量寻优的同时提高算法的自适应性和精确度；利用不同通道下两幅相邻分镜头图像偏移量一致原则，通过基准通道位移量定位映射，解决个别通道因信息量不足无法拼接问题的同时提高多光谱图像的拼接效率。实验表明，该方法可实现重叠率不低于5%的16个通道光谱图像的快速拼接，在整体拼接质量和时间成本上均优于Harris、SIFT、FAST-SURF、BRISK-ORB四种算法，具有一定的实用价值。

Abstract

In multispectral image mosaic， due to the imaging requirements and the information differences of different band images， it is impossible to complete the fast mosaic of full band spectral images under the condition of low overlap rate. To solve this problem， an adaptive low overlap multispectral image fast mosaic algorithm based on phase correlation enhancement is proposed in this paper. Taking the maximum information entropy channel of spectral image as the reference channel， an image correlation enhancement segmentation method is designed to cut off the specific step of two adjacent lens spectral images under the reference channel to improve the overlap rate of spectral images to be matched. The least square method is introduced to dynamically adjust the number of divisions and the division step length to realize the optimization of the relative offset while improving the realization and rationality of the algorithm. Using the principle of consistent offset of two adjacent sub lens images under different channels， through the positioning mapping of the displacement of the reference channel， the problem that individual channels cannot be spliced due to insufficient information is solved， and the splicing efficiency of multispectral images is improved. Experiments show that this method can realize the fast mosaic of 16 channel spectral images with an overlap rate of no less than 5%， which is superior to Harris， SURF and ORB algorithms in overall mosaic quality and time cost.

关键词

Keywords

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