基于相位信息的影像匹配初始视差的全自动获取方法研究

针对影像匹配中最难解决的初始视差获取问题，研究全自动、高精度的获取方法。其特点是在影像的相位空间中进行处理，以小波变换与频域分析为理论基础，利用相位信息结合多尺度与多种匹配方法，无需人工干预与其它辅助数据，能高效、自动地获取像素级乃至亚像素级的初始视差。首先研究利用逐层Fourier-Mellin相位相关等技术获取竖直航空与遥感影像的初始视差方法。然后，依据相邻像点的相关性，研究环形扩展相位相关方法获取小旋转角透视畸变影像上均匀分布的像点的初始视差。最后，构造线性相位与移不变性的复小波，提取影像局部相位信息，依据相位信息检测特征，建立新的特征描述模型，研究相应的匹配方法获取大旋转角透视畸变影像上特征点的初始视差。本课题的研究对实现数字摄影测量的全自动化具有重要的理论和实际意义，由于技术原理的相似性，其成果还可以被广泛应用于计算机视觉、医学影像处理等其它图像处理技术中。

1..项目的背景.影像匹配是数字摄影测量的核心问题，是摄影测量三维信息获取自动化、智能化的基础。然而，目前常用的确定初始视差方法普遍需要人机交互式确定初始控制点对，及辅助信息如影像重叠度、POS数据等，自动化程度较低，无法实现摄影测量的自动化和智能化。课题针对影像匹配初始视差获取方法自动化、精确度和计算效率均较低等问题，在频率域内研究全自动获取方法。.2..主要研究内容.（1）理论研究.傅里叶变换、傅里叶梅林变换、频率分析、影像尺度空间变换、频率域特征提取、仿射不变特征描述、奇异值分解、相位相关、相位匹配、亚像素匹配等频率域的图像处理理论与方法，以及小波理论最新进展及其在图像处理中的应用。.（2）方法与技术研究.空间域与频率域影像匹配初始视差的获取方法，影像自动匹配方法。重点研究频率域基于相位相关和相位匹配的初始视差获取方法，及影像全自动获取方法。.3..重要结果、关键数据.(1) 课题研究取得了突破性成果，针对影像匹配自动化过程最难解决的初始视差获取问题，发明了一种基于傅里叶梅林域相位相关的影像匹配初始视差的全自动获取方法，该方法无需任何辅助信息和人工干预，能够完全自动化地获取立体影像匹配的高精度初始视差，初始视差的误差均在3个像素以内。.(2) 针对现有影像匹配技术的自动化程度不足，提出了一种基于频率域的影像全自动匹配方法，无需任何人工干预和辅助数据，可以实现遥感影像匹配的完全自动化。.(3) 将小波变换与支持向量机结合进行遥感影像分类，获得了较好分类的效果。.(4) 在已取得研究成果的基础上，获得了1项国家知识产权发明专利授权，还有2项发明专利进入复评阶段，撰写了与课题相关的学术论文32篇，获得了2项省部级重点项目，2项省部级项目。.4. 其科学意义.(1) 课题研究取得了突破性成果，提出了一种影像匹配初始视差全自动获取的方法，达到国内外领先水平。该方法无需任何辅助数据和人工干预，实现了影像匹配初始视差获取的全自动化，为实现影像匹配的全自动化及摄影测量的智能化奠定了基础。.(2) 提出了一种基于频率域的逐级循环分块相位相关法的影像全自动匹配方法，无需任何人工干预和辅助据，可以实现遥感影像匹配的完全自动化。.(3) 研究成果将为遥感影像信息的自动提取、目标识别等提供技术支持。此外，还可以被广泛应用于其他领域的图像处理技术中，如医学影像处理、计算机视觉等。.