基于OpenGL的星载可见光相机成像仿真系统

介绍了一种星载可见光相机成像仿真系统,它主要用 于模拟星载可见光相机观测其他空间目标时的场景并输出仿真 图像。该系统不仅可以为空间目标检测与追踪研究提供图像数 据,而且还可以为空间相机的设计及性能评估提供技术支持。采用 3ds Max软件建立了空间目标的精准三 维模型,并给其赋予了材质属性;使用卫星工具包(Satellite Toolkit, STK) 预报了被观测目标和相机的轨道参数,并利用星表提供了星空背景中 恒星的位置、星等和自行等参数;在开源图形库(Open Graphics Library, OpenGL)中 建立了星载可见光相机观测空间目标时的场景,并模拟了星载可见光 相机的观测效果。结果表明,本文系统具有较高的仿真度和渲染速度,可 以实现深空点目标和近距离面目标的观测成像效果图的实时渲 染。     

地面景物边缘特性分析

地面景物边缘轮廓是其红外图像和可见光图像的共有特征,边缘信息量和边缘连续性是评价图像边缘特性的重要指标,也是预测图像匹配性能的依据.提出了一种评价红外场景边缘连续性的改进计算方法,利用该方法和POE指标,对机载试验采集的不同类型场景、不同时段、不同气象条件下红外图像与可见光图像边缘特性及其变化规律进行了统计研究.试验表明:地面景物红外图像和可见光图像的边缘信息量和边缘连续性,与图像匹配概率和定位精度存在正比关系.提出的景物边缘信息量和边缘连续性指标的评价方法有效,能够作为预测场景可匹配性、场景成像稳定性的根据.     

基于PCA的相机响应函数模型标定算法

许多计算机视觉应用的算法都需要对拍摄场景高动态范围的幅亮度信息进行精确的测量,成像系统的相机响应函数能够建立拍摄图像强度信息与场景辐亮度之间的严格映射关系,是高动态范围图像融合的关键技术。文中分析相机响应曲线的共同特点,结合相机响应函数固有的约束条件,建立相机响应函数的理论空间模型。首先,利用主成分分析法对已有的相机响应数据库进行分析,结合相机响应函数的约束条件建立响应函数的低参数经验模型;然后,根据输入图像选择合适的参数数量;最后,利用不同曝光量的输入图像通过最小二乘法求解建立响应函数模型的系数,从而对相机响应函数进行标定。该算法能够通过对少量的采样点进行插值获得精确的相机响应函数,同时能够对任意的场景通过拍摄多曝光量图像精确地标定相机响应函数。通过对实际拍摄的图像进行相机响应函数标定实验,验证了该算法的有效性,并证明该算法保持高精度的同时计算效率也较高。     

采用双目立体相机的实时集成成像拍摄系统

提出了一种基于双目立体相机的实时集成成像拍摄系统。不同于采用传统的摄像机阵列,该系统采用双目相机对三维场景进行拍摄,有效地简化了集成成像拍摄系统的结构。该系统首先利用双目相机获取三维场景的左右视差图,然后上传到图形处理器生成三维场景的高分辨率深度图,之后利用深度图和彩色纹理图在图形处理器中并行生成新视点视差图像,并利用像素映射算法生成高分辨率微图像阵列,实现实时的集成成像显示。实验中系统获取的深度图像素数目是微软Kinect2获取深度图像素数目的4.25倍,当系统运行在1 920 pixel1 080 pixel、99视点数的环境下,可实现三维场景的实时拍摄与显示,实验结果证明了所提系统的可行性。     

低分辨率测光指导高分辨成像自适应调光北大核心CSCD

目前航天遥感相机还不能预先获取场景光谱辐射信息,也就不能根据场景内容调整曝光参数。为此,提出一种"测光、解算、成像"的自适应调整曝光参数方法。为减轻测光相机实际应用时对航天遥感相机重量的影响,提出了应用大尺度测光相机进行测光,并提出了依据低分辨图像指导高分辨率成像的方法。首先,对典型场景曝光统计特征随尺度的变化规律进行统计;其次,利用大尺度测光图像进行尺度合并,并计算各尺度下的曝光时间;然后,通过多项式拟合建立尺度与曝光时间之间的函数关系,进而确定原尺度对应的曝光参数,从而实现用大尺度测光相机指导航天遥感相机成像。无人机数据结果表明,该方法适用于各种典型场景,且利用大尺度拟合确定的曝光参数与用原尺度图像确定的曝光参数误差小于4%。卫星照片数据表明,测光尺度比超过90倍时,利用大尺度拟合确定的曝光参数与用原尺度图像确定的曝光参数误差小于6%,仍能够准确指导高分辨相机成像。     

轻小型推扫视频一体化相机设计与验证

介绍了一种轻小型推扫视频一体化微纳遥感相机的综合优化设计思路。系统设计时综合考虑星地一体化处理,采用大F数RC系统降低产品光机体积重量;电子学采用商用货架产品加固技术实现高性能同时降低成本,星上数据处理采用数字TDI技术实现面阵相机推扫视频一体化成像,大幅提升成像效能。采用该方法设计的微纳遥感相机具备视频、推扫、条带等多种工作模式,满足不同应用场景需求。该技术在欧比特视频相机等微纳遥感载荷的设计及研制中进行了应用,在轨获取了高品质的视频及遥感图像,在商业遥感载荷市场具有广阔的应用前景。     

地面景物红外成像特性

对不同类型场景,在不同时段、气象条件下红外成像特性及其变化规律的研究,是红外图像匹配、红外成像精确制导技术研究的前提和依据.其目的是寻找适合匹配的场景、时段和对应的预处理方法.通过对同一地区、不同季节、时段大量试验数据的统计分析,使用图像灰度均值、标准差、边缘概率等几项指标,对不同场景红外成像特性的变化规律进行了研究,对其成像稳定性进行了评价.利用去均值归一化自相关算法进行的红外图像与其对应可见光边缘图像匹配,试验结果表明:利用该方法选择匹配场景,可以有效地提高红外景象匹配区选择的准确性和图像匹配概率.     

天宫二号伴星可见光相机成像仿真方法

以天宫二号伴星对组合体的观测任务为需求，采用了一种基于OpenGL的伴星可见光相机成像仿真方法，根据组合体、伴星的星历和姿态数据以及组合体3 ds格式三维模型，设置了OpenGL透视投影成像模型参数，结合组合体表面材质特性和可见光相机成像性能模型进行了处理和计算，生成了组合体可见光仿真图像。通过与伴星实际拍摄的图像比较，验证了文中方法的有效性和可信性。可为天基光学成像载荷设计与系统仿真、飞控任务安排等提供参考和依据。     

地面坦克目标红外仿真方法研究

红外视景仿真目前已成为红外成像制导武器设计和评估的一种重要方法。在分析红外成像原理的基础上,提出了一种基于OpenGL的地面坦克目标实时红外视景仿真方法,并编制了仿真程序软件。首先,利用OpenGL建立可见光场景,并使用ANSYS软件构建该场景的温度场模型;其次,考虑模型和视点间的大气衰减作用,利用Modtran软件建立大气衰减模型;最后,对模型各部分到达探测器表面的红外辐射强度进行灰度量化处理,实现可见光场景的实时渲染,得到对应的红外仿真图像。仿真结果表明,该系统提高了计算目标红外辐射分布的实时性和便捷性,能够实时生成不同波段、不同大气环境下的红外图像。     

航天遥感相机及参数优化方法北大核心CSCD

为提高遥感图像质量,对航天遥感相机系统进行了优化,并提出一种航天遥感相机参数优化方法。在航天遥感相机中设计动态钳位电压值并在航天遥感相机前加装大尺度面阵测光相机,在航天遥感相机推扫某一区域前,测光相机通过低曝光参数和高曝光参数获取该区域图像,实测当前区域的高辐射亮度和低辐射亮度。将高辐射亮度与低辐射亮度的差值设为航天遥感相机的饱和亮度,解算航天遥感相机的曝光参数,并将实测低辐射亮度值设置为钳位电压值。随着卫星的转动,航天遥感相机采用上述曝光参数和钳位电压值完成该位置区域的成像,实现航天遥感相机参数自动调整。地面验证实验表明,通过优化航天遥感相机系统,可在成像前去除大气对灰度层次的影响,提高图像辐射分辨率。根据实验结果统计,图像的灰阶范围可提高80.7%,图像熵显著提升。该方法能够根据当前场景内容充分利用成像系统的动态范围,提高图像的灰度层次和图像质量。     

基于视觉与标注相关信息的图像聚类算法

算法首先按视觉相关程度对标注字进行打分,标注字的分值体现了语义一致图像的视觉连贯程度.利用图像语义类别固有的语言描述性,从图像标注中抽取具有明显视觉连贯性的标注字作为图像的语义类别,减少了数据库设计者繁琐的手工编目工作.按标注字信息对图像进行语义分类,提高了图像聚类的语义一致性.对4500幅Corel标注图像的聚类结果证实了算法的有效性.     

数字图像拼接方法研究进展

数字图像拼接是指将具有重叠区的多幅数字图像或多帧视频通过配准和融合获得单幅宽视场图像或者动态全景图.数字图像拼接方法主要包括图像配准算法和图像融合算法.根据待拼接图像和拼接图像的特点,介绍图像拼接的4种基本类型,说明图像拼接的研究意义,概述近年来图像拼接方法的研究状况,最后分析图像拼接方法的研究动向.     

一种新的基于图像增强的融合算法

针对一般融合算法在图像预处理上存在的不足,将图像融合引入图像预处理中,使待融合图像不仅得到增强,且不损失其他信息,为下一步图像融合奠定良好的基础,在此基础上对图像进行融合,其标准差、平均梯度、熵等图像评价指标都优于直接对图像进行融合,达到预期效果.     

基于图像特征的多元平滑算法

基于图像特征的分析,本文提出了一种能够最大限度地保持图像细节、且同时滤除图像随机颗粒噪声与结构性噪声的多元平滑算法。该算法优于图像系统通常采用的均值与中值滤波方法,能够使用于实时热成像系统图像处理场合     

基于IMG红外图像的编码破解与格式转换

红外热像仪常见的图像格式为IMG,其编码规则有别于通常意义下的IMG图像,经研究发现:图像文件中保存每个像素点信息的数据(本文中称其为像素值)是随着该点的实际温度值单调递增的:利用神经网络得出像素点的实际温度与像素值间的函数关系,仿真误差低于0. 0001;据此构造温度值与灰度色彩的非线性关系,本文最后根据BMP图的编码规则,将红外热图转换成Windows下通用的图像格式,从而突破了热像仪器配套软件的禁锢,又可以得到图像最原始的温度信息,为进一步的红外图像处理打下了基础。     

光机装校阶段红外与可见光图像配准技术研究

针对在光机装校阶段,分析光学件和金工件的设计、加工和装配的累积误差对图像配准精度的影响。首先,分析在光机装校时采取主观评价方法评价图像配准质量的原因;其次,具体分析物镜的焦距和畸变误差、光轴一致性误差和探测器安装面误差对图像配准精度的影响。通过分析误差产生的原因,提出在光机装校时的解决办法。     

一种基于鱼眼图像的全景展开算法

针对在全景图像拼接技术中有着广泛应用的鱼眼图像校正问题,这里选择分辨率为800×800大小的鱼眼图片进行实验,利用鱼眼镜头垂直拍摄生成全景图的方法,运用图像像素点矩阵的变换,像素点数量的不变性,拼接其子图像,进而取得了良好的效果,由此得出了一种简单而有效的全景图展开算法。实验证明,算法简单、计算量小、实时性高、获得了良好的校正效果,达到生成全景图像的目的。     

多光学传感器的图像拼接系统的设计

当要求的场景尺寸超出一个光学传感器的范围时,同时取得一个完整的场景就成为难点。针对这一问题,提出一套小型的视场拼接系统。采用多个光学传感器同时对场景进行采集,得到几幅互相有一定重叠的图像。然后进行图像配准和图像融合,实现无缝大视场的拼接。     

一种水下图像增强算法的实现和仿真

〗由于水下环境的特殊性和复杂性,使得水下图像的质量差、图像对比度低。文中给出了一种基于空间域的图像增强方法,该算法利用均值算法估计水下图像背景,从原水下图像衰减背景图像,再对衰减背景之后的图像进行改进的图像锐化处理。通过对算法仿真结果的分析可知,处理后的图像整体对比度明显提升,同时使得目标的边缘更加清晰。     

去除块效应的图像后处理算法

分析了图像后处理技术的最新发展成果,重点研究了几种重要的后处理算法,比较了它们的性能,最后提出了目前的问题和以后的发展方向。