影像相关的基本原理

摄影测量学 山东交通学院测绘教研室 影像相关的基本原理影像相关的谱分析 相关函数电子相关光学相关数字相关 主要内容 影像相关的基本原理 相关原理 影像相关是利用互相关函数 评价两块影像的相似性以确定同名点 影像相关的基本原理 示意图 互相关函数 相似程度 同名点 目标区 搜索区 影像相关的基本原理 影像匹配 同名点寻找 影像相关的基本原理 相关函数 两个随机信号x t 和y t 的互相关函数定义为 影像相关的基本原理 均值 估计值 当x t y t 时 则得到自相关函数 均值 估计值 影像相关的基本原理 自相关函数是偶函数 自相关函数的性质 影像相关的基本原理 影像相关的基本原理 自相关函数在 0处取得最大值 这个性质极为重要 它是三种相关技术确定同名像点的依据 两边取时间T的平均值并取极限 影像相关的基本原理 电子相关 电子相关就是采用电子线路构成的相关器来实现影像相关的功能 图5 1 1电子相关 影像相关的基本原理 光学相关 光的干涉和衍射 傅立叶变换特性 相干光学计算机 影像相关的基本原理 相干光学相关系统 三个傅立叶透镜L1 L2 L3及激光源与光电倍增管等器件组成 影像相关的基本原理 数字相关 二维相关 数字相关是利用计算机对数字影像进行数值计算的方式完成影像的相关 目标区 搜索区 影像相关的基本原理 相似性测度 影像相关的基本原理 一维相关 在核线影像上 只需要进行一维搜索 目标区 搜索区 影像相关的基本原理 核线匹配 影像相关的基本原理 影像的功率谱估计相关函数估计金字塔影像的建立 主要内容 影像相关的谱分析 影像相关的谱分析 维纳 辛钦定理 随机信号的相关函数与其功率谱是一傅立叶变换对 即相关函数的傅立叶变换即功率谱 而功率谱的逆傅立叶变换即相关函数 影像相关的谱分析 两个随机信号x t 和y t 的傅立叶变换为X f 与Y f 则x t 的自功率谱为 影像功率谱 x t 与y t 的互功率谱为 其中X f 为X f 的复共轭 影像相关的谱分析 影像功率谱的估计 对一些有代表性的航空影像进行功率谱估计 航空影像功率谱近似呈指数曲线状 影像相关的谱分析 标准化 功率谱的估计函数 影像相关的谱分析 相关函数的估计 标准化功率谱估计为 影像的相关函数估计 使R 0 1 得 影像相关的谱分析 相关函数的估计 影像相关的谱分析 当a较小时 S f 较平缓 高频信息较丰富 此时相关函数R 较陡峭 相关精度高 但由可能的近似位置到正确相关的点间距离 称为拉入范围 较小 这就要通过低通滤波获得较大的拉入范围 当a较大时 功率谱S f 较陡峭 低频信息占优势 因而相关函数R 较平缓 相关精度较差 但拉入范围较大 相关结果出错的概率较小 影像相关的谱分析 金字塔影像相关 分频道相关 从粗到精的相关策略 即先通过低通滤波 进行初相关 找到同名点的粗略位置 然后利用高频信息进行精确相关 对于二维影像逐次进行低通滤波 并增大采样间隔 得到一个像元素总数逐渐变小的影像序列 将这些影像叠置起来颇像一座金字塔 因而称之为金字塔影像结构 影像相关的谱分析 分频道相关 多级相关 分频道可采用两像元平均 三像元平均 四像元平均等等分若干频道的方法 影像相关的谱分析 金字塔影像建立 每2X2 4个像元平均为一个像元构成第二级影像 在第二级影像的基础上构成第三级影像 四像元平均 九像元平均 影像相关的谱分析 金字塔影像层的确定方法 将原始影像称为第零层 则第一层影像的每一像素相当于零层的 l l l个像素 第k层影像的每一像素相当于零层的 l l k个像素 由影像匹配窗口大小确