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申请/专利权人：武汉大学

摘要：本发明公开了一种星载高光谱成像仪的高精度波段配准方法与系统，包括根据波段影像DN值的方差，选出参考波段和变换波段；利用波段平移进行波段粗配准；对波段粗配准结果、参考波段分窗口提取特征点，并进行特征匹配；合并各窗口特征匹配结果，并进行外点剔除；基于外点剔除后的匹配点，使用多项式变换模型对波段粗配准结果进行几何变换，得到波段精配准结果；组合精配准后的各波段影像，裁剪得到最终波段匹配结果。本发明使用精度高、速度快的特征提取与匹配方法，结合移动窗口分块，能够显著提高星载高光谱影像波段配准的速度和精度。

主权项：1.一种星载高光谱成像仪的高精度波段配准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取星载高光谱影像N个波段的原始数据，计算各波段影像上所有像元DN值的方差，选出参考波段和变换波段；步骤2，根据波段波长、CMOS成像元器件和线性渐变滤光片的分光特性，计算各波段对应的CMOS开窗行序号，进而计算每个变换波段与参考波段之间CMOS开窗行序号的差Diffi,ref；各波段对应的CMOS开窗行序号计算公式如下：Linek＝a×Wavelengthk+b1式中，Linek为第k个波段的CMOS开窗行序号，Wavelengthk为第k个波段的波长，k∈1,2,…,N，a、b为线性变换参数，与CMOS成像元器件和线性渐变滤光片的参数有关；每个变换波段与参考波段之间CMOS开窗行序号的差Diffi,ref计算方式如下：Diffi,ref＝Lineref-Linei2式中，Lineref、Linei分别为参考波段和变换波段的开窗行序号；步骤3，将变换波段的所有像素在列方向平移Diffi,ref行，对平移后的空缺像素赋0值，得到波段粗配准结果；步骤4，对步骤3得到的波段粗配准结果、参考波段分窗口提取特征点，并进行特征匹配；步骤4.1，分别对波段粗配准结果、参考波段计算百分比截断拉伸查找表；步骤4.2，设定窗口大小和移动步长，对波段粗配准结果、参考波段划分窗口；步骤4.3，对波段粗配准结果、参考波段的每个窗口使用基于MTF的高通滤波器进行滤波，然后使用步骤4.1计算得到的百分比截断拉伸查找表进行灰度拉伸；步骤4.4，使用SuperPoint特征点提取器，提取波段粗配准结果、参考波段灰度拉伸后的每个窗口的特征点位置与特征描述，并使用LightGlue特征匹配器对波段粗配准结果、参考波段灰度拉伸后的每个窗口进行特征点匹配；步骤5，汇总波段粗配准结果与参考波段各个窗口特征匹配结果，并进行外点剔除，并基于外点剔除后的匹配点，使用多项式变换模型对波段粗配准结果进行几何变换，得到波段精配准结果；步骤6，组合精配准后的各波段影像得到一幅多波段影像，计算多波段影像有效值最大邻接矩形，根据最大邻接矩形裁剪影像得到最终波段匹配结果。

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