利用码分多址联合变换相关器实现亚像元像移测量

光学联合变换器(JTC)是实现空间相机推扫成像时像移实时测量的有效技术手段。JTC-CDMA是一种改进的光学联合变换相关器。它通过码分多址技术能够有效降低整个JTC系统的空间带宽积,并实现自相关峰和互相关峰影像的分离,有利于系统的小型化。对JTC-CDMA的基本工作原理进行了分析,并讨论了该技术用于像移测量时所存在的问题。针对这些问题,提出了新的像移测量方法。通过计算机仿真实验对新方法的可行性进行了评估,结果表明:在沿航和穿航两个方向的像移测量RMS误差均低于0.1个像元,完全能够满足空间相机对像移测量低于0.2个像元的要求。     

联合变换相关法测量空间相机像移的实验研究

为了测量由卫星姿态不稳定或振动等原因引起的空间相机的亚像元像移,使用了光学联合变换相关(JTC)的方法对安装在相机焦面上的辅助面阵CCD采集到的相邻两帧图像进行相关运算.给出了使用该方法测量像移的原理,搭建了实现JTC的光学平台,对JTC测量相机像移的性能进行了实验研究.结果表明,使用联合交换相关器可以测量空间相机的亚像元像移,测量误差服从均值为0的正态分布,在显著水平为0.05下,像移测量误差的均方差不大于0.12个像元,完全满足空间相机的使用要求.     

基于光学相关的亚像元像移测量方法研究

为了对高帧频采集的低信噪比图像进行亚像元配准,使用了光学联合变换相关的方法对相邻两帧图像进行相关运算,测量出相对像移量.给出了使用该方法测量像移的原理和离焦影响,并采用两种预处理方法对不同景物图像的亚像元像移进行了仿真测量.结果表明,通过对联合变换相关器的输入面采用拉普拉斯卷积核进行边缘提取,对功率谱采用均值进行二值化处理,亚像元像移的测量均方差小于0.2个像元,并且测量精度对离焦不敏感.     

强度叠置联合变换相关像移测量方法

为了实现像移测量装置的高速、高精度和小型化,提出一种改进的联合变换相关方法。该方法使用两幅待检测图像强度叠加的方式构造相关输入图像,利用卫星推扫运动所产生的系统像移实现自相关峰和互相关峰在空间上的分离。用于相关运算的图像被缩小到与待检测图像尺寸相当,大幅度降低了测量过程的计算量,从而有利于高速数字联合变换相关器的实现。仿真和实验测试结果表明:所提方法保持了传统联合变换相关像移测量方法的高精度、抗噪声能力强和对图像纹理不敏感的特点,并具有实现高速像移测量的潜力。     

基于时间调制的光学相关法测量亚像元像移研究

为了对高帧频采集的序列图像进行亚像元配准,使用了基于时间调制的光学联合变换相关的方法对相邻两帧图像进行相关运算,测量出相对像移量。给出了使用该方法测量像移的原理,并搭建了实现该方法的实验平台。对不同像移图像的测量结果表明,在使用基于时间调制的光学相关法测量像移时,测量误差服从均值为0的正态分布,在显著水平为0.05下,像移测量误差的均方差不大于0.12个像元。     

高分辨率空间相机俯仰成像的像移补偿方法

为了使高分率空间TDI（Time Delay and Integration） CCD相机适应卫星大俯仰姿态角,以增强空间遥感的时间分辨率,分析了卫星大俯仰姿态对高分辨空间相机成像的影响,使用光学投影方法,定性分析了俯仰成像时不同视场处的像移速度差异;根据TDI CCD工作方式,提出了横向像移图像生成原理,建立了横向像移图像的恢复模型,并完成了仿真验证和算法精度分析。分析结果表明:卫星俯仰姿态越大时,像面不同视场处横向像移速度差异增大;从仿真实验和精度分析可以看到俯仰成像时采用横向像移图像恢复方法可以得到无横向像移的图像,横向像移图像采集位数越高,恢复后的图像灰度值误差越小。横向像移图像恢复方法增强了空间相机对卫星大俯仰姿态的适应能力,极大地提高TDI CCD空间相机敏捷成像能力。     

低空动态成像位移矢量探测方法

为补偿像移、提高影像的质量,需要准确探测影像间的像平面位移矢量。在给出星载相机像移矢量测量常用的联合变换相关基本原理的基础上,提出一种改进的联合变换相关的方法。提出改进的适用于低空影像的自反馈模糊边缘检测方法,以实现输入图像预处理;通过消除0级衍射峰,以质心法提取互相关峰的坐标,实现互相关峰高精度探测。利用仿真和真实低空成像实验对该方法的测量精度和性能进行了分析。仿真表明,该方法对于运动模糊在0~10pixel范围内,高斯噪声小于等于0.002时,影像间像位移在0~20pixel时,探测精度可控制在0.03pixel以内。真实实验进一步表明,本文方法像移测量精度可达到0.2pixel。该方法能够高精度、稳健地探测低空影像的像位移矢量。     

陀螺去噪算法对航空相机像移补偿系统的影响

以某航空相机为研究对象,首先给出了像移与图像分辨率之间的关系,接着对TDI航空相机像移补偿系统工作原理进行了阐述,并以QRS14,ADIS16251陀螺为例分析了噪声对像移补偿系统的影响,然后分别阐迷了模拟滤波方法、经典的数字无限冲击响应与有限冲击响应滤波法以及小波去噪算法对陀螺相位的影响,给出了模拟滤波器零极点,数字器阶数与相位延迟之间的关系式,最后分析比较了各种滤波算法的优劣与使用条件.结果表明:正确选择陀螺滤波算法对航空相机像移补偿精度与系统稳定性具有重要影响.     

星载遥感相机像移分析

随着航天遥感技术的不断发展,遥感相机对地分辨率不断提高。在空间遥感成像过程中,由于成像载体与地面目标之间存在相对运动,导致目标图像在成像介质上产生像移,使遥感图像模糊不清,所以像移补偿成为提高成像质量和相机分辨率不可缺少的环节。通过建立计算遥感像移的数学模型,对各种因素产生的像移影响进行定量分析。结果表明:对星载遥感相机进行像移补偿时,可以忽略由于卫星姿态改变等随机因素产生的像移,而主要补偿因卫星沿轨道运动和地球自转造成的像移。最后,通过对实例的仿真验算,提出了一套针对星载遥感相机的机械式像移补偿方案。     

航空相机扫描像移片上补偿技术

查打一体化是当前航空相机的一个主要发展方向,其中一项关键技术为扫描像移的动态、高精度补偿.基于面阵探测器的时间延迟积分(TDI)扫描像移补偿方式相比于光机式的像移补偿方式具有天然的优势,然而当前的面阵探测器TDI像移补偿精度是像素级的,进一步提高查打一体化相机分辨率遇到了瓶颈.针对于此本文首先介绍了查打一体化航空相机工作原理,然后针对帧转移CCD的特性建立了电荷行间转移的数学模型与电荷转移像移的调制传递函数模型,在此基础上提出了一种查打一体化航空相机扫描像移的片上补偿方法,采用该方法可将西相位面阵TDI CCD的像移补偿精度提高至1/2φ像元.最后搭建了实验平台并给出了二、三、四相位面阵TDI CCD电荷转移像移对遥感图像质量的影响,同时也证明了提出的方法能够显著提高图像质量.