第33卷，第3期 2013年3月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 33,No. 3, pp855-858
March，2013
基于Fourier-Mellin变换的气象卫星光谱图像配准
品科
王亮，刘蓉，张丽3，段福庆3*，吕
1.北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京
100124
2.北京服装学院基础部，北京100029
3.北京师范大学信息科学与技术学院，北京100875
4.中国科学院大学工程管理与信息技术学院，北京100049
应用的前提，文章针对气象卫星光谱图像的配准间题，提出了一种基于Fourier-Mellin变换的自动配准方法。首先利用全球海岸线失量图数据构造地标模板，地标模板是气象卫星光谱图像配准的参考图像；其次，根据云通道数据选择无云区域红外子图像，并利用Sobel算子对红外光谱图像提取边缘特征；最后利用 Fourier-Mellin变换确定地标模板图像和红外边缘图像之间的仿射变换参数，从而实现红外光谱图像的配准，该方法本质是基于曲线匹配的思想，无需特征点提取，大大简化了配准流程。利用FY-2D气象卫星上获
取的红外通道数据进行了实验，结果表明：该方法鲁棒性好，运算速度快，配准精度较高。关键调光谱图像；图像配准；Fourier-Mellin变换
中图分类号：TN911.7
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2013)03-0855-04
这些特征包括：独特的一些地理位置，例如小岛或湖泊，海洋陆地分界等。这些特征在气象卫星图像上极容易识别，因面基于图像特征的配准方法[7.%，10)适用于气象卫图像的配
图像配准(-"是对同一场景由不同传感器45]或者同种传感器不同时间、角度获得的两幅或多幅图像进行匹配和登加的过程，图像配准使得多模信息融合成为可能，已经被广泛应用于遥感、医学图像分析、模式识别等领域。图像配准技术发展过程中产生了许多理论研究成果。在遥感应用方面，由于卫星图像数据量大，采用现有的一些人工方式的配准方法，实现起来比较困难，因此需要针对图像数据的特点进行具体分析，找出适合该图像数据的自动化程度高的配准方法。针对气象卫星图像，可以利用基于图像灰度的配准方法，例如NOAA(美国海洋和大气管理局）AVHRR(高分辨率辐射计)中图像导航利用的即是基于图像灰度的配准方法，在这些方法中，参考图像和待配准图像是提取同一地区的两幅子图像，通常利用归一化互相关函数来判断两幅图像之间的变换关系。这类方法能实现较高的配准精度，然而，只利用基于图像灰度的配准方案并不可靠，当图像之间灰度差异较大，或者说具有不同的灰度特点时，这种配准方案就会失效。此时，可以结合气象卫星图像的特征来实现配准，
收稿日期：2012-11-11，修订日期：2013-01-20
基金项目：国家自然科学基金项目（61101207，61271435)资助
准。Eugeniol"]提出基于轮离匹配的卫星图像自动定位方法，该方法将包含海陆边界的地理区域视为参考图像，卫星上承载的成像仪所成的图像数据作为输人图像，利用区域分割的方法估计出输人图像的边缘，不断移动边缘图像并计算边缘图像和参考图像之间的能量值，最大的能量值所对应的相对平移量即为两幅图像之间的偏移量，利用该相对平移量对输人图像进行坐标变换，最终将输人图像对齐到参考图像的坐标系下，该方法能够较好地解决卫星图像的定位和配准问题。针对静止气象卫星面言，输人图像与参考图像之间几乎只存在相对平移变换，但是当卫星运行姿态发生改变时，有可能会带来成像图像数据之间的旋转等变换，此时，再利用 Eugenio所提出的轮廊匹配方法，则无法计算得出正确的变换模型参数。
针对气象卫星光谱图像，本文提出了一种Fourier Mellin变换的图像配准方法，利用Fourier-Mellin变换[1-1] 来计算图像变换模型的参数。首先计算两幅图像的功率谐，再计算二者功率谱的反傅里叶变换，反傅里叶变换所对应的
作者简介：王充，1980年生，北京工业大学电子信息与控制工程学院讲师
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