Abstract
This paper presents a method for designing circular template used in similarity measurement for image registration. Circular template has translation and rotation invariant property, which results in correct matching of control points for image registration under the condition of translation and rotation between reference and sensed images. Circular template consisting of the pixels located on the multiple circumferences of the circles whose radii vary from zero to a certain distance, is converted to two-dimensional Discrete Polar Coordinate Matrix (DPCM), whose elements are the pixels of the circular template. For sensed image, the same type of circular template and DPCM are created by rotating the circular template repeatedly by a certain degree in the range between 0 and 360 degrees and then similarity is calculated using mutual information of the two DPCMs. The best match is determined when the mutual information for each rotation angle at each pixel in search area is maximum. The proposed algorithm was tested using KOMPSAT-2 images acquired at two different times and the results indicate high accurate matching performance under image rotation.
본 논문에서는 영상 등록을 위한 유사도 계산에 사용되는 원형 템플릿의 설계 방법을 제안한다. 원형 템플릿은 영상의 이동 및 회전 변환에 불변한 성질을 가지고 있어 기준 영상 및 관측 영상 사이에 이동 및 회전 변환이 존재하더라도 영상 등록 제어점을 정확하게 정합하는 장점이 있다. 기준 영상의 제어점을 중심으로 일정한 거리 이내에 다수의 원주를 구성하고 각 원주 위에 일정한 간격으로 위치하는 화소들로 이루어지는 원형 템플릿을 생성하고 이를 이차원 이산 극좌표 행렬(Discrete Polar Coordinate Matrix, DPCM)으로 구성한다. 관측 영상에서도 동일한 형태의 원형 템플릿을 생성하고 탐색 범위 내의 각 위치에서 관측 영상의 원형 템플릿을 0도에서 360도 범위 내에서 일정 각도 간격으로 회전시키면서 극좌표 행렬을 생성하고 기준 영상의 극좌표 행렬과의 유사도를 Mutual Information을 이용해서 계산한다. 탐색 범위 내의 각 위치와 회전 각도에 대한 Mutual Information이 최대가 되는 화소를 정합쌍으로 결정한다. 제안한 알고리즘은 서로 다른 두 시기에 촬영한 KOMPSAT-2 영상에 적용하여 영상의 회전 변화 조건하에서 우수한 정합 성능을 보임을 확인하였다.