航空视频图像定位技术

讨论航空摄影图像的系统几何校正方法,针对机载摄像平台对地观测系统,建立从相机坐标系到地球坐标系的一系列空间坐标系统。根据各个坐标系相互转换关系,建立系统几何校正模型,对图像进行系统几何校正计算,完成图像定位。实验结果表明在有激光测距数据参与情况下,提高原模型的校正计算精度,能够有效完成航拍视频图像的校正和定位计算。     

基于极坐标Lagrange插值的航拍图像畸变校正算法

由于航拍图像的拍摄高度远低于卫星图像拍摄高度,因此每个拍摄地点的建筑投影差大小和方向都不相同,图片畸变严重。此外,考虑到图像边缘区域的畸变程度远大于图像中心区域的畸变程度,本文提出了一种基于极坐标的Lagrange插值的逐点畸变校正方法。利用该方法在极坐标系内对单个像素点进行插值,然后根据插值结果对像素点进行校正,再将其坐标从极坐标系变换回直角坐标系,最后采用此方法在整个航拍图像内逐点进行畸变校正。实验结果表明,校正后的航拍图像畸变程度不超过3%,证明该方法不但能有效地校正畸变图像,且与传统的利用DLT线性求解畸变校正矩阵等校正方法相比具有更为广泛的适用性。     

基于相机内外参数的机载光电平台图像几何校正

传统机载光电平台图像几何校正依赖于控制点,实时性较差,不利于实现自动校正。该文在缺少控制点的情况下,通过相机内、外参数对机载光电平台原始图像进行几何校正。建立了正确的几何数学模型,采用Matlab的Camara Calibration Toolbox工具箱对相机进行标定获得相机内参数,采用惯性导航系统提取相机外参数,依据提取的内、外参数对图像的几何畸变进行校正。利用获得的实验数据对由同一相机拍摄的图像进行校正验证,实验结果表明,畸变图像得到了很好的还原,各姿态角测量精度为0.05°时,图像校正均方差约为0.996 3像素。研究表明,此方法准确、快速、直观,可移植性及实用性强。     

基于极坐标Lagrange插值的航拍图像畸变校正算法（英文）

由于航拍图像的拍摄高度远低于卫星图像拍摄高度,因此每个拍摄地点的建筑投影差大小和方向都不相同,图片畸变严重。此外,考虑到图像边缘区域的畸变程度远大于图像中心区域的畸变程度,本文提出了一种基于极坐标的Lagrange插值的逐点畸变校正方法。利用该方法在极坐标系内对单个像素点进行插值,然后根据插值结果对像素点进行校正,再将其坐标从极坐标系变换回直角坐标系,最后采用此方法在整个航拍图像内逐点进行畸变校正。实验结果表明,校正后的航拍图像畸变程度不超过3%,证明该方法不但能有效地校正畸变图像,且与传统的利用DLT线性求解畸变校正矩阵等校正方法相比具有更为广泛的适用性。     

焦面帘幕式快门对画幅式航空遥感器成像畸变的影响

针对胶片型画幅式遥感器倾斜成像时产生图像畸变、在航拍后图像处理中景物无法拼接的问题进行了研究。介绍了该遥感器所采用的焦面帘幕式快门的工作原理,分析了遥感器在飞机姿态变化时的像移补偿。由于在曝光过程中的像移补偿误差使地面景物在像面上存在像移、以及焦面帘幕式快门的分时曝光特性,使地面景物变形,导致图像畸变。通过对产生畸变原因进行分析、计算,给出计算图像畸变量的公式,为航拍图像后处理时校正图像畸变提供技术支持。     

印刷电路板光电图像畸变校正研究

为了校正因CCD摄像系统视场较大等原因产生畸变现象的印刷电路板(PCB)光电图像,提出了一种自适应控制的图像畸变校正方法。详细分析了存在几何畸变图像进行校正的基本原理,首先给出了畸变图像任一点坐标与校正图像对应点坐标之间的关系,然后以畸变图像与校正图像间控制点对的映射关系为基础,采用最小二乘法(LSM)、多项式拟合和双线性插值的灰度重建,由自适应控制关系找到畸变图像与校正图像控制点对的对应坐标,使发生几何畸变的图像得到有效校正。对方格测试图像和由CCD摄像系统获取的存在几何畸变的PCB光电图像进行了实际校正试验,结果证明了基本原理分析的正确性。     

基于相机投影模型的航拍图像几何校正

通过分析相机透视投影中的共线方程,结合相机内定向的原理,推导出了对于同一地物在不同航片上的图像坐标变换关系,应用该数学模型实现了航拍图像的几何校正,并且与二次多项式模型和双线性模型进行了比较,通过对实验结果的比较,显示出该方法在航拍图像几何校正中的优良特性。     

一种实用广角成像系统几何畸变数字实时校正方法

图像的几何畸变广泛存在于应用广角镜头的成像系统,畸变的存在尤其不利于基于图像分析的定量分析领域。针对一个基于图像分析的红外角位置测量系统,提出一种实用广角成像系统几何畸变数字实时校正方法,阐述其畸变参数的标定方法,图像的空间变换和灰度插值方法,基于实时性要求,给出畸变校正的算法步骤,实验表明,此广角成像系统几何畸变数字实时校正方法有效提高了角位置测量系统的测量精度,并具有一定的实时性能。     

一种位置可调整的实时图像预畸变方法

图像几何畸变在大视场光学系统中非常普遍,对于高畸变率光学系统以及高分辨率图像的实时几何畸变校正成为一个技术难点。讨论了投影系统预畸变的模型,分析了光学系统的畸变特性,提出了一种预畸变图形显示位置可调整的几何畸变校正方法,以及相应的可实时实现双三次插值算法的硬件架构。该方法的优点是工程应用可行性高,畸变校正的结果更精确且显示图像完整。     

基于FPGA的视频图像实时几何畸变校正

图像几何畸变在大视场光学系统中普遍存在,对于高畸变率光学系统以及高分辨率图像的实时几何畸变校正已成为一个技术难点。分析了现有硬件实现架构的不足,提出了一种按照图像数据的奇偶像素以及奇偶行非线性缓冲的数据存取结构,利用提出的结构以及双线性插值算法实时实现了视频图像的几何校正和灰度校正。实验结果表明,该方法用较少的存储器资源,方便地实现了较复杂的图像插值算法,达到了对高畸变率、高分辨率图像实时去畸变且处理延时小的目的。     

面阵CCD航空相机斜视图像的几何校正

为增大机载光电侦察系统的视场角,航空相机多采用扫描方式对地摄影成像,文章针对面阵CCD航空相机斜视摄影引起的图像变形进行校正。由于该类相机与载机之间存在方位和俯仰两轴运动,文章同时考虑相机相对载机的旋转角度和载机相对地面的姿态角,建立了更符合该类相机工作状态的六姿态角投影校正模型,推导出同一地物在畸变图像和标准图像上的像素坐标变换关系,采用双线性插值算法对坐标变换后的像素灰度值进行重采样,对航空图像进行自动校正。最后,对某机场的航拍图像进行校正实验,并与基于地面控制点的多项式校正方法以及基于畸变图像和参考图像配准的校正方法进行比较。实验结果表明,六姿态角投影校正模型能够取得比较高的校正精度(可达像素级),当姿态角的测量精度为3′,图像大小为512pixel×512pixel时,图像校正的均方根误差为1.174 7pixel。该方法不需要提供参考图像和野外采集地面控制点数据,便于工程实现,基本满足航空图像处理的稳定可靠、精度高、实时性强等要求。     

无控制点条件下的PHI影像几何校正

利用空间位置测量系统对因遥感平台不稳定而引起的影像畸变进行校正是目前航空摄影测量常用的方法.介绍了对推帚成像模式在无地面控制点情况下采集的影像进行几何校正的原理和方法,即利用POS数据解算外方位元素并建立共线方程,从而实现影像的几何校正.用PHI航空遥感影像进行了实验.实验表明,在无地面控制点的情况下,利用POS数据辅...     

弹载SAR图像几何失真校正误差分析

该文主要讨论了弹载侧视合成孔径雷达(SAR)在导弹下降飞行过程中所获取图像的几何失真校正及其误差分析问题。由于要求成像的过程中,弹体的高度在不断减小,SAR图像存在严重的几何失真,该文根据成像过程中的几何关系,说明了采用子孔径RD算法获得的SAR图像几何失真的校正方法,着重对校正后图像的几何失真误差进行了分析,通过成像处理仿真试验验证了几何校正方法以及误差分析的正确性。     

基于误差控制的SAR投影失真快速校正算法

随着合成孔径雷达(SAR)技术的发展和广泛应用,为了更准确反映场景信息,几何校正成为SAR图像处理过程中的重要内容.文中根据机载SAR成像机理,分析了引起机载SAR图像几何投影失真的原因,并估算出其失真量,针对传统的非线性校正方法,提出了一种快速高效的基于误差控制的动态分段线性校正算法.该算法在保证SAR图像校正质量的前提下,通过控制SAR图像校正误差,用线性处理取代了非线性逐点运算,使得校正算法的计算复杂度大大降低.文中还从理论上推导出最佳的分段校正长度计算方法,可校正过程中动态调整分段长度,保证校正质量和运算效率.最后通过仿真试验验证了该文法的有效性和实用性.     

Unsupervised fisheye image correction through bidirectional loss with geometric prior

Neural network based methods for fisheye distortion correction are effective and increasingly popular, although training network require a high amount of labeled data. In this paper, we propose an unsupervised fisheye correction network to address the aforementioned issue. During the training process, the predicted parameters are employed to correct strong distortion that exists in the fisheye image and synthesize the corresponding distortion using the original distortion-free image. Thus, the network is constrained with bidirectional loss to obtain more accurate distortion parameters. We calculate the two losses at the image level as opposed to directly minimizing the difference between the predicted and ground truth of distortion parameters. Additionally, we leverage the geometric prior that the distortion distribution depends on the geometric regions of fisheye images and the straight line should be straight in the corrected images. The network focuses more on the geometric prior regions as opposed to equally perceiving the whole image without any attention mechanisms. To generate more appealing corrected results in visual appearance, we introduce a coarse-to-fine inpainting network to fill the hole regions caused by the irreversible mapping function using distortion parameters. Each module of the proposed network is differentiable, and thus the entire framework is completely end-to-end. When compared with the previous supervised methods, our method is more flexible and shows better practical applications for distortion rectification. The experiment results demonstrate that our proposed method outperforms state-of-the-art methods on the correction performance without any labeled distortion parameters.     

前斜视SAR成像几何形变校正方法研究

针对弹载合成孔径雷达(SAR)成像存在运动参数抖动的问题,分析了不规则运动造成图像几何失真的机理,提出了一种基于多项式逼近的弹载SAR线性调频(LFM)信号前斜视成像几何形变校正方法。挂飞试验证明,该方法能从雷达回波数据中准确消除几何形变,提高成像质量。     

基于失真图像特性测量的扫描图像校正技术

提出一种扫描图像校正技术,解决书籍扫描时图像背景灰度不匀、几何畸变和局部模糊的问题。该方法不依赖扫描设备的物理参数,完全根据对失真图像的测量来计算校正因子。选取适当的采样窗1：3,基于直方图分析导出背景灰度因子,通过内插校正几何失真,最后进行空变高通滤波以减轻字迹模糊。通过建立背景灰度因子和缩小系数的关系实现对扫描设备的标定,从而在校正同一设备输出的其它图像时可根据背景灰度的变化而不必再检测页面边缘。与原始扫描图像相比,处理后的图像质量大为改善,且光学字符识别（OCR）处理的识别率达到82．6％。     

俯冲弹道前斜视SAR图像几何校正算法研究

弹载合成孔径雷达(SAR)的成像结果受飞行轨迹的影响,会出现严重的几何失真问题。文中首先根据导弹俯冲运动特点,使用高阶逼近模型建立了SAR的回波模型;然后分析俯冲弹道前斜视SAR的几何关系,利用矢量表达式建立了目标坐标与图像坐标的关系,提出了一种适用于俯冲弹道前斜视SAR图像的几何校正算法;最后通过仿真实验验证了该算法的有效性。