ENVI教程笔记六：图像自动配准

图像配准（image registration）就是将不同时间、不同传感器（成像设备）或不同条件下（天气、照度、摄影位置和角度等）获取的两幅或者多幅影像进行配准、叠加的过程。

 

本次教程使用envi5.x的桌面版本中的image registration workflow工作流对两幅几何位置有偏差的影像进行配准。

 

图像配准至少需要两幅影像，分别为基准影像和待配准影像。基准影像必须带有地理坐标和RPC信息，不能只含有像素坐标、缺失投影信息或者伪坐标。待配准影像没有严格约束，若无坐标信息，至少选择三个同名点。一般基准影像为较高精度或者是正射影像。

相同分辨率的两幅影像的自动配准

打开两幅影像，方框外为影像名为02，方框内影像名为01。本次实验中01影像为基准图像，02为待配准图像。

下一步后进入参数设置面板。

第一个选项为自动生成tie节点时所使用的匹配算法。Cross correlation用于两幅图像为统一形态（比如光学和光学、雷达和雷达等）；mutual information则用于两幅图像不同形态的时候（如雷达和热红外、雷达和光学等）。

Minimum match score是指自动tie点生成时所选取的最小阈值（0~1之间），低于这一值则不参与校正。

在下面是过滤tie点的几何模型的选择，不同模型影像下面参数的设置。选择frame central projection则后面无需设置参数。此处设置为默认，选择fitting globe transform方法，再进一步选择变换的模型（一次多项式、rst变换）以及每个tie点的最大允许误差。此设置按要求自行选择，此处为默认。

Switch to warp是将基准图像与待配准图像进行切换显示，也可以实现对种子点的读入、添加、删除等。

手动选择种子点情况：1.待配准图像不含坐标信息，需要手动选择至少三个同名点2.若基准影像与待配准影像偏差十分大，也需要手动选择几个种子点，以提高自动配准的精度。

Start editing是开始编辑种子点。

Seed tie point是设置的种子点个数。

本次实验该面板如默认设置。

此面板中设置基准影像匹配的波段和待配准影像的波段

Requested number tie point为需要的tie点数

搜索窗口越大，找点越精确但是找点的时间越长，一般参照默认；匹配窗口为软件自动计算，搜索窗口要大于匹配窗口。

本次实验该面板为默认。

下一步运行后，软件自动设置tie点，并在图像中可以看到tie点的位置（并且基准图像中的tie点颜色与待配准影像中的tie点颜色不同）。Switch to warp功能同上，show table是显示tie点的详细信息。Start editing为编辑tie点。

可以再tie点的表格中进行编辑，将误差较大的点删除，直到整体误差满足要求。

该面板各参数均已介绍，以下为设置方法

变换方法设为默认，采用多项式

重采样方法为三次卷积

背景值为0

输出范围为全景

输出像元大小选择待配准影像的大小

设置完成，下一步进入导出设置，该面板不做介绍。

将配准后的影像与01影像进行对比，发现两幅图像基本重合。

不同分辨率的图像自动配准

加载全色图像和多光谱图像

仍然使用的上述工具，参数全部选择默认。

生成的tie点及其列表，并对其修正误差。参数设置与上述相同。然后输出结果

左图为配准后的多光谱影像，有图为配准前的多光谱影像。从图中可以看出，作图的建筑更贴合，而右图有偏差。说明实现了图像配准。