CN111652915A - 一种遥感图像的重叠区域计算方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种遥感图像的重叠区域计算方法、装置及电子设备，该方法包括：分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息，得到第一遥感图像和第二遥感图像的中心点位置信息；分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄高度信息和拍摄角度信息，得到第一遥感图像和第二遥感图像尺度信息以及角度信息；根据中心点信息、尺度信息以及角度信息计算第一遥感图像和第二遥感图像的重叠区域。通过实施该方法，能够最终基于第一遥感图像和第二遥感图像中心点位置信息、尺度信息以及角度信息的重叠区域，即是进行第一遥感图像和第二遥感图像的图像匹配时的必要匹配区域，因此，能够提高后续进行图像匹配时的匹配效率。

Description

一种遥感图像的重叠区域计算方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及多媒体信息处理技术领域，尤其涉及到一种遥感图像的重叠区域计算方法、装置及电子设备。

背景技术

无人机遥感是近年来兴起的一种新型遥感系统，因具有快速、灵活、低成本、高影像分辨率等特点，正日益成为一项空间数据获取的重要手段，在农作物监测、国土资源监测、灾害应急、灾害评估、战场侦察、火灾监测等领域发挥重要的作用。由于无人机遥感具有广阔的应用前景，相应的图像处理技术也得到了广泛的关注和重视，大范围地形复杂区域(山区、丘陵)无人机序列影像拼接就是其中的一个研究热点。

现有的影像拼接主要包括影像配准和影像融合两个关键环节。在国内外影像拼接技术研究中，主要的重点都放在了影像配准这一核心环节上。但是，由于无人机处于不断飞行移动的状态，因此相对于普通图像，即使是相邻两时间点拍摄的无人机遥感图像中的物体或者拍摄的物体的位置区域也会有一定的改变，而两图像中的不同物体或者同一物体的不同的位置区域对应的影像是无法被用于进行图像匹配的，因此若基于整幅无人机遥感图像进行图像匹配，则将由于两图像中的不同物体或者同一物体的不同的位置区域对应的影像的存在而造成不必要的计算资源的浪费，从而导致匹配效率的下降。

因此，如何提取两个遥感图像中的重叠区域，从而使该两个遥感图像的图像匹配工作能够以较高的效率进行，成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种遥感图像的重叠区域计算方法、装置及电子设备，以解决现有图像匹配方法为基于整幅遥感图像进行匹配，而不能区分遥感其中的必要匹配区域和非必要匹配区域，匹配效率较低的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种遥感图像的重叠区域计算方法，包括如下步骤：分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息，得到第一遥感图像和第二遥感图像的中心点位置信息；分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄高度信息和拍摄角度信息，得到第一遥感图像和第二遥感图像尺度信息以及角度信息；根据中心点信息、尺度信息以及角度信息计算第一遥感图像和第二遥感图像的重叠区域。

通过获取的第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息，能够得到第一遥感图像和第二遥感图像的中心点位置信息，通过获取的第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄高度信息和拍摄角度信息，能够得到第一遥感图像和第二遥感图像尺度信息以及角度信息，而由于上述中心点位置信息、尺度信息以及角度信息均为基于拍摄信息得到，也即上述信息均是第一遥感图像和第二遥感图像在地物所在坐标系中的位置及尺度、角度信息，因此，最终基于中心点位置信息、尺度信息以及角度信息得到的重叠区域，即是同一地物或者一个地物的某一相同位置区域在第一遥感图像和第二遥感图像对应影像区域，也即该重叠区域即是进行第一遥感图像和第二遥感图像的图像匹配时的必要匹配区域，因此，通过执行该方法得到第一遥感图像和第二遥感图像的重叠区域，能够提高后续进行图像匹配时的匹配效率。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，重叠区域计算方法，还包括如下步骤：分别提取第一遥感图像和第二遥感图像中包含重叠区域的最小矩形区域，得到第一遥感图像中的规则重叠区域以及第二遥感图像中的规则重叠区域。

结合第一方面或者第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，第一遥感图像和第二遥感图像均为无人机遥感图像，拍摄位置信息、拍摄高度信息和拍摄角度信息均为从无人机的POS系统文件中获取。

结合第一方面或者第一方面第一实施方式，在第一方面第三实施方式中，拍摄角度信息包括旋转角度信息和俯仰角度信息。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种遥感图像的重叠区域计算装置，包括：第一获取模块，用于分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息，得到第一遥感图像和第二遥感图像的中心点位置信息；第二获取模块，用于分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄高度信息和拍摄角度信息，得到第一遥感图像和第二遥感图像尺度信息以及角度信息；重叠区域计算模块，用于根据中心点信息、尺度信息以及角度信息计算第一遥感图像和第二遥感图像的重叠区域。

结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，遥感图像的重叠区域计算装置还包括：规则重叠区域计算模块，用于分别提取第一遥感图像和第二遥感图像中包含重叠区域的最小矩形区域，得到第一遥感图像中的规则重叠区域以及第二遥感图像中的规则重叠区域。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的遥感图像的重叠区域计算方法。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的遥感图像的重叠区域计算方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种遥感图像的重叠区域计算方法的一种方法流程图；

图2为本发明实施例提供的规则重叠区域的确定方式的示例图。

图3为本发明实施例提供的一种遥感图像的重叠区域计算装置的原理框图；

图4为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

图1示出了本发明实施例的遥感图像的重叠区域计算方法的流程图，如图1所示，该方法可以包括如下步骤：

S101：分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息，得到第一遥感图像和第二遥感图像的中心点位置信息。

在这里，第一遥感图像和第二遥感图像可以为飞行器遥感图像中同一航向中的相邻图像，也可以为两个相邻航向中的对应位置的图像，具体地，以第一遥感图像和第二遥感图像中存在有拍摄了同一地物或者一个地物的某一相同位置区域的影像区域为准。

在这里，第一遥感图像和第二遥感图像可以为现有的任意一种飞行器拍摄的遥感图像，本发明实施例以该飞行器为无人机为例进行方案的具体描述，但是本领域技术人员应该可以理解，本发明实施例中的方法可以应用于其他任意一种飞行器拍摄的遥感图像的重叠区域的计算。

在这里，若第一遥感图像和第二遥感图像为无人机遥感图像，则第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息可以从该无人机的POS系统文件中获取。具体地，第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息是指无人机分别拍摄第一遥感图像和第二遥感图像时的经纬度信息，也即，第一遥感图像和第二遥感图像的中心点的经纬度信息，根据该经纬度信息，可以直接计算得到第一遥感图像和第二遥感图像中心点之间的距离以及相对位置，具体地，假设第一遥感图像中心点的经纬度分别为longitude1和latitude1，第二遥感图像中心点的经纬度分别为longitude2和latitude2，则可以通过以下公式进行第一遥感图像和第二遥感图像中心点之间的距离以及相对位置的计算：

其中，θ是指第一遥感图像和第二遥感图像的中心点之间的经纬度夹角，也即，将第一遥感图像作为基准图像(第一遥感图像的经度方向为坐标系的X轴方向，纬度方向为Y轴方向)时，第一遥感图像和第二遥感图像的中心点之间的连线相对于X轴方向的夹角，D是指第一遥感图像和第二遥感图像中心点之间的距离，R是指地球半径。

S102：分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄高度信息和拍摄角度信息，得到第一遥感图像和第二遥感图像尺度信息以及角度信息。

同样地，若第一遥感图像和第二遥感图像为无人机遥感图像，则拍摄高度信息和拍摄角度信息可以从该无人机的POS系统文件中获取。

在这里，拍摄角度信息包括旋转角度信息和俯仰角度信息，其中，旋转角度信息用于确定第一遥感图像和第二遥感图像的图像角度信息，俯仰角度信息用于确定第一遥感图像和第二遥感图像尺度信息。

在这里，第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄高度信息也用于确定第一遥感图像和第二遥感图像尺度信息。

在这里，若第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄高度存在差异，则需要将第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄高度进行统一，具体地，仍以将第一遥感图像作为基准图像为例，则需要将第二遥感图像的拍摄高度转换为第一遥感图像的拍摄高度，也即，若第二遥感图像的拍摄高度高于第一遥感图像，则需要基于二者的拍摄高度的差值对第二遥感图像进行放大，若第二遥感图像的拍摄高度低于第一遥感图像，则需要基于二者的拍摄高度的差值对第二遥感图像进行缩小，实现将第二遥感图像的拍摄高度转换为第一遥感图像的拍摄高度。在这里，若第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄俯仰角度信息存在差异，则同样需要将第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄俯仰角度进行统一，具体统一方式可以参照上述拍摄高度的具体统一方式来理解，在此不再赘述。

S103：根据中心点信息、尺度信息以及角度信息计算第一遥感图像和第二遥感图像的重叠区域。

在本发明实施例中，通过获取的第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息，能够得到第一遥感图像和第二遥感图像的中心点位置信息，通过获取的第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄高度信息和拍摄角度信息，能够得到第一遥感图像和第二遥感图像尺度信息以及角度信息，而由于上述中心点位置信息、尺度信息以及角度信息均为基于拍摄信息得到，也即上述信息均是第一遥感图像和第二遥感图像在地物所在坐标系中的位置及尺度、角度信息，因此，最终基于中心点位置信息、尺度信息以及角度信息得到的重叠区域，即是同一地物或者一个地物的某一相同位置区域在第一遥感图像和第二遥感图像对应影像区域，也即该重叠区域即是进行第一遥感图像和第二遥感图像的图像匹配时的必要匹配区域，因此，通过执行该方法得到第一遥感图像和第二遥感图像的重叠区域，能够提高后续进行图像匹配时的匹配效率。

作为本实施例的一种可选实施方式，由于步骤S103中得到的重叠区域有较大可能性为非矩形区域，而在图像处理中，最常见以及最容易进行处理的图像为矩形图像，因此，为了对步骤S103中得到的重叠区域进行规则化，如图1所示，遥感图像的重叠区域计算方法还可以包括如下步骤：

S104：分别提取第一遥感图像和第二遥感图像中包含重叠区域的最小矩形区域，得到第一遥感图像中的规则重叠区域以及第二遥感图像中的规则重叠区域。

具体地，如图2所示，若步骤S103中得到的第一遥感图像和第二遥感图像的重叠区域为区域S，则第一遥感图像中的匹配区域为矩形区域S1，第二遥感图像中的匹配区域为矩形区域S2。

实施例2

图3示出了本发明实施例的一种遥感图像的重叠区域计算装置的原理框图，该装置可以用于实现实施例1或者其任意可选实施方式所述的遥感图像的重叠区域计算法。如图3所示，该装置包括：第一获取模块10，第二获取模块20和重叠区域计算模块30。其中，

第一获取模块10用于分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息，得到第一遥感图像和第二遥感图像的中心点位置信息。

第二获取模块20用于分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄高度信息和拍摄角度信息，得到第一遥感图像和第二遥感图像尺度信息以及角度信息。

重叠区域计算模块30用于根据中心点信息、尺度信息以及角度信息计算第一遥感图像和第二遥感图像的重叠区域。

作为本发明实施例的一种可选实施方式，如图3所示，遥感图像的重叠区域计算装置还可以包括：规则重叠区域计算模块40，该规则重叠区域计算模块40用于分别提取第一遥感图像和第二遥感图像中包含重叠区域的最小矩形区域，得到第一遥感图像中的规则重叠区域以及第二遥感图像中的规则重叠区域。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图4所示，该电子设备可以包括处理器41和存储器42，其中处理器41和存储器42可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

处理器41可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器41还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器42作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的遥感图像的重叠区域计算方法对应的程序指令/模块。处理器41通过运行存储在存储器42中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的遥感图像的重叠区域计算方法。

存储器42可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器41所创建的数据等。此外，存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器41。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器42中，当被所述处理器41执行时，执行如图1-2所示实施例中的遥感图像的重叠区域计算方法。

上述电子设备具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种遥感图像的重叠区域计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息，得到所述第一遥感图像和所述第二遥感图像的中心点位置信息；

分别获取所述第一遥感图像和所述第二遥感图像的拍摄高度信息和拍摄角度信息，得到所述第一遥感图像和所述第二遥感图像尺度信息以及角度信息；

根据所述中心点信息、所述尺度信息以及所述角度信息计算所述第一遥感图像和所述第二遥感图像的重叠区域。

2.根据权利要求1所述的重叠区域计算方法，其特征在于，还包括如下步骤：

分别提取所述第一遥感图像和所述第二遥感图像中包含所述重叠区域的最小矩形区域，得到所述第一遥感图像中的规则重叠区域以及所述第二遥感图像中的规则重叠区域。

3.根据权利要求1或2所述的遥感图像的重叠区域计算方法，其特征在于，所述第一遥感图像和所述第二遥感图像均为无人机遥感图像，所述拍摄位置信息、所述拍摄高度信息和所述拍摄角度信息均为从所述无人机的POS系统文件中获取。

4.根据权利要求1或2所述的遥感图像的重叠区域计算方法，其特征在于，所述拍摄角度信息包括旋转角度信息和俯仰角度信息。

5.一种遥感图像的重叠区域计算装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于分别获取第一遥感图像和第二遥感图像的拍摄位置信息，得到所述第一遥感图像和所述第二遥感图像的中心点位置信息；

第二获取模块，用于分别获取所述第一遥感图像和所述第二遥感图像的拍摄高度信息和拍摄角度信息，得到所述第一遥感图像和所述第二遥感图像尺度信息以及角度信息；

重叠区域计算模块，用于根据所述中心点信息、所述尺度信息以及所述角度信息计算所述第一遥感图像和所述第二遥感图像的重叠区域。

6.根据权利要求5所述的遥感图像的重叠区域计算装置，其特征在于，还包括：

规则重叠区域计算模块，用于分别提取所述第一遥感图像和所述第二遥感图像中包含所述重叠区域的最小矩形区域，得到所述第一遥感图像中的规则重叠区域以及所述第二遥感图像中的规则重叠区域。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-4任一项所述的遥感图像的重叠区域计算方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-4任一项所述的遥感图像的重叠区域计算方法。

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