基于Gabor編碼的異源圖像匹配方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種異源圖像匹配方法，包括：利用Gabor濾波器組對基準圖和實時圖進行濾波，得到一組基準圖濾波圖像和一組實時圖濾波圖像，所述基準圖和實時圖為異源圖像；對各基準圖濾波圖像和各實時圖濾波圖像分別進行池化，得到各基準圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)和各實時圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)；將各基準圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)和各實時圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)進行二值化和二進制表示，得到基準圖的Gabor編碼特征和實時圖的Gabor編碼特征；利用二進制數(shù)據(jù)的位操作，計算所述基準圖的Gabor編碼特征與實時圖的Gabor編碼特征的相似度，得到基準圖與實時圖的匹配結(jié)果本發(fā)明可以實現(xiàn)異源圖像的有效匹配，并減少匹配過程中的計算量。
【專利說明】基于Gabor編碼的異源圖像匹配方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及景象匹配【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于Gabor編碼的異源圖像匹配方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 所謂異源圖像，是指由不同類型傳感器獲得的圖像。由于不同傳感器間的成像特 性存在差別，同一場景在異源圖像上可能呈現(xiàn)完全不同的圖像，在實際操作中，異源圖像的 匹配顯得非常重要。
[0003] 現(xiàn)有的異源圖像匹配方法可以分為兩類：基于特征的方法和基于區(qū)域的方法，具 體的：
[0004] 基于特征的方法包括：利用邊緣特征的匹配方法、利用輪廓特征的匹配方法、利用 人造景物特征的匹配方法、綜合邊緣特征與點特征的匹配方法等。此類方法要求異源圖像 中能夠檢測到一致的特征，因此通常只適用于圖像之間差異較小的情況。當異源圖像差異 較大時，如SAR圖像與光學圖像，很難提取到一致特征，從而難以采用基于特征的方法進行 匹配。
[0005] 基于區(qū)域的方法是將整幅圖像的灰度信息或者基于灰度的區(qū)域描述進行匹配，常 用的基于區(qū)域的異源圖像匹配方法為互信息及其各種改進算法?；バ畔⑹莾蓚€隨機變量統(tǒng) 計相關(guān)性的測度，當兩幀具有共同物理結(jié)構(gòu)的圖像達到最佳匹配時，對應(yīng)窗口內(nèi)的互信息 應(yīng)為最大值。通常互信息對于紅外圖像和可見光圖像匹配效果很好，但是對SAR圖像與可 見光圖像的匹配效果卻很不理想，影響匹配結(jié)果的因素主要包括以下兩個方面：一是圖像 中可能存在嚴重噪聲，如SAR圖像中的斑點噪聲，二是圖像間的灰度非一致變化。另外，互 信息方法需要對每個搜索窗口計算聯(lián)合熵，其計算量很大。
[0006] 基于此，現(xiàn)有技術(shù)確實有待于改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明需解決的技術(shù)問題是提供一種異源圖像匹配方法，以實現(xiàn)異源圖像的有效 匹配，并減少匹配過程中的計算量。
[0008] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于Gabor編碼的異源圖像匹配方法，其采 用的技術(shù)方案如下：
[0009] S1、利用Gabor濾波器組對基準圖和實時圖進行濾波，得到一組基準圖濾波圖像 和一組實時圖濾波圖像，所述基準圖和實時圖為異源圖像；
[0010] S2、對各基準圖濾波圖像和各實時圖濾波圖像分別進行池化，得到各基準圖濾波 圖像的池化數(shù)據(jù)和各實時圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)；
[0011] S3、將各基準圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)和各實時圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)進行二值化 和二進制表示，得到基準圖的Gabor編碼特征和實時圖的Gabor編碼特征；
[0012] S4、利用二進制數(shù)據(jù)的位操作，計算所述基準圖的Gabor編碼特征與實時圖的 Gabor編碼特征的相似度，得到基準圖與實時圖的匹配結(jié)果。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟S1中所述Gabor濾波器組包含多個Gabor濾波器，每個Gabor 濾波器由二維Gabor奇函數(shù)構(gòu)成，且每個Gabor濾波器的中心頻率與高斯標準差的乘積為 2〇
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟S2進一步包括：
[0015] 對于每幅基準圖濾波圖像，將該基準圖濾波圖像等間距劃分為大小相同的像素 池，得到多個基準像素池；
[0016] 對于每個基準像素池，將該基準像素池內(nèi)的像素點對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行求和，得到該 基準像素池的池化數(shù)據(jù)；
[0017] 對于每幅實時圖濾波圖像，將該實時圖濾波圖像等間距劃分為大小相同的像素 池，得到多個實時像素池；
[0018] 對于每個實時像素池，將該實時像素池內(nèi)的像素點對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行求和，得到該 實時像素池的池化數(shù)據(jù)。
[0019] 優(yōu)選的，所述步驟S3進一步包括：
[0020] 按照基準圖的濾波順序，從各基準圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)中提取對應(yīng)位置的池化 數(shù)據(jù)并組成基準池化向量；
[0021] 按照實時圖的濾波順序，從各實時圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)中提取對應(yīng)位置的池化 數(shù)據(jù)并組成實時池化向量；
[0022] 將所述基準池化向量和所述實時池化向量分別進行二值化，并計算各基準池化向 量和各實時池化向量的二進制數(shù)；
[0023] 所述各基準池化向量的二進制數(shù)組成基準圖的Gabor編碼特征，所述各實時池化 向量的二進制數(shù)組成實時圖的Gabor編碼特征。
[0024] 優(yōu)選的，所述步驟S4進一步包括：
[0025] 根據(jù)二進制數(shù)據(jù)的位操作，計算所述基準圖的Gabor編碼特征與所述實時圖的 Gabor編碼特征的相似度，其相似度計算公式如下：
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于Gabor編碼的異源圖像匹配方法，其特征在于，所述方法包括： 51、 利用Gabor濾波器組對基準圖和實時圖進行濾波，得到一組基準圖濾波圖像和一 組實時圖濾波圖像，所述基準圖和實時圖為異源圖像； 52、 對各基準圖濾波圖像和各實時圖濾波圖像分別進行池化，得到各基準圖濾波圖像 的池化數(shù)據(jù)和各實時圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)； 53、 將各基準圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)和各實時圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)進行二值化和二 進制表示，得到基準圖的Gabor編碼特征和實時圖的Gabor編碼特征； 54、 利用二進制數(shù)據(jù)的位操作，計算所述基準圖的Gabor編碼特征與實時圖的Gabor編 碼特征的相似度，得到基準圖與實時圖的匹配結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于Gabor編碼的異源圖像匹配方法，其特征在于，所述步驟 S1中所述Gabor濾波器組包含多個Gabor濾波器，每個Gabor濾波器由二維Gabor奇函數(shù) 構(gòu)成，且每個Gabor濾波器的中心頻率與高斯標準差的乘積為2。
3. 如權(quán)利要求2所述的基于Gabor編碼的異源圖像匹配方法，其特征在于，所述步驟 S2進一步包括： 對于每幅基準圖濾波圖像，將該基準圖濾波圖像等間距劃分為大小相同的像素池，得 到多個基準像素池； 對于每個基準像素池，將該基準像素池內(nèi)的像素點對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行求和，得到該基準 像素池的池化數(shù)據(jù)； 對于每幅實時圖濾波圖像，將該實時圖濾波圖像等間距劃分為大小相同的像素池，得 到多個實時像素池； 對于每個實時像素池，將該實時像素池內(nèi)的像素點對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行求和，得到該實時 像素池的池化數(shù)據(jù)。
4. 如權(quán)利要求3所述的基于Gabor編碼的異源圖像匹配方法，其特征在于，所述步驟 S3進一步包括： 按照基準圖的濾波順序，從各基準圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)中提取對應(yīng)位置的池化數(shù)據(jù) 并組成基準池化向量； 按照實時圖的濾波順序，從各實時圖濾波圖像的池化數(shù)據(jù)中提取對應(yīng)位置的池化數(shù)據(jù) 并組成實時池化向量； 將所述基準池化向量和所述實時池化向量分別進行二值化，并計算各基準池化向量和 各實時池化向量的二進制數(shù)； 所述各基準池化向量的二進制數(shù)組成基準圖的Gabor編碼特征，所述各實時池化向量 的二進制數(shù)組成實時圖的Gabor編碼特征。
5. 如權(quán)利要求4所述的基于Gabor編碼的異源圖像匹配方法，其特征在于，所述步驟 S4進一步包括： 根據(jù)二進制數(shù)據(jù)的位操作，計算所述基準圖的Gabor編碼特征與所述實時圖的Gabor 編碼特征的相似度，其相似度計算公式如下：
其中，B, (m，η)為基準圖的Gabor編碼特征，Bjm，η)為實時圖的Gabor編碼特征，&為 位與操作，fbit( ·)為按位累積函數(shù)，其輸出值為輸入二進制數(shù)據(jù)值為1的位的數(shù)目； 當所述特征相似度最大時，所述實時圖與所述基準圖的對應(yīng)窗口匹配。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的基于Gabor編碼的異源圖像匹配方法，其特征在于，所 述濾波器組包括8個濾波器； 相應(yīng)的，利用8個濾波器對基準圖和實時圖分別進行Gabor濾波，得到8幅基準濾波圖 像和8幅實時濾波圖像。
【文檔編號】G06T7/00GK104299223SQ201410414856
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】涂國勇, 周韶斌, 葛麗, 李壯, 李偉建, 王國華, 李昕磊, 馬向斌 申請人:中國人民解放軍63620部隊