非均态灰度变化和局部景象变化是异源图像配准面临的主要挑战。基于平均局部相位角(MLPA)和频率展开相位一致(FSPC)两种局部频率表达实现了对异源图像的非均态灰度和对比度反转不变的描述，并通过FSPC提取了图像间的公共结构信息；通过目标函数综合MLPA和FSPC的优势，对图像间公共结构信息分配更大的置信度；通过调整单纯型模拟退火算法，避免算法陷于局部最优解。大量真实和仿真实验证明了该方法能有效容忍图像间较大几何变形、景物差异和非均态灰度变化，改善了传统方法的配准精度和稳定性。