图像匹配导航定位技术 第 3 - 4章

第 3 章基于局部熵差的图像匹配方法

3.1 算法及计算机仿真

图像匹配指的是把两个不同的传感器从同一景物录取下来的两幅图像在空间上进行对准，以确定这两幅图像之间相对平移的过程。

在这种图像匹配系统中，首先将卫星拍摄的飞行器预定航线中某一区域的相片（称为基准图）存储在机载计算机内，然后在飞行器的飞行过程中，机载传感器飞行到该区域时获得的图像（称为实时图）与基准图进行匹配比较 ，以确定飞行器的位置，这种匹配定位系统称为地图匹配定位系统。

3.1.1 图 像 的 局 部 熵

图像的局部熵反映了该局部所含有信息量的大小，因此局部熵可以描述图像的局部性质。如果图像的局部存在边缘 ，则该局部灰度值会急剧变化，这时计算出的熵较小，所以局部熵也可以应用于边缘检测。

如果图像的某一局部（比较小的范围）存在辐射失真（即点扩展函数为脉冲函数的线性组合的情况下），则局部熵不变，因而局部熵具有辐射失真不变的性质；由于熵的大小依赖于整个的局部区域，单个像素的灰度值对熵的影响很小，因而局部熵对噪声是不敏感的；熵对一定程度的几何失真是不敏感的，利用局部熵建立的匹配方法必然具有良好的抗几何失真能力。

3.1.2 匹 配 算 法

构造基于局部熵差的图像匹配算法，其基本步骤如下。
(1) 将实时图划分为若干大小相同的子块。
(2) 利用前面介绍的局部熵计算方法计算实时图各子块的局部熵 ，并用一个有序数组保存。
(3) 粗匹配阶段。为了提高匹配效率，我们采用以下的匹配策略。
        跳跃式的搜索：以前的搜索方法一般采用在参考图上逐行扫描的方式，而在粗匹配阶段我们采用间隔扫描方式(一般间隔 2-3 个 像 元）。
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