[發明專利]基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置

無效

• 申請號: 201110216522.1
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102314672A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 張星祥;陶明慧;任建岳
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 王淑秋

技術領域

本發明屬于圖像復原技術及圖像處理領域，涉及一種用于消除反射鏡拼接型相機拍攝影像時拼接邊界發生漸暈現象的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置。

背景技術

隨著航天相機向著寬成像譜段、大覆蓋范圍和實時傳輸方向的不斷發展，相機所需要的焦平面越來越大，但是單片CCD成像器件的像元數有限，其像元總長度不能滿足成像的視場要求，就需要使用多個CCD器件進行拼接，形成一個大成像視場結構。

目前比較常見的CCD拼接方式主要有光學拼接和機械拼接兩種，光學拼接是利用棱鏡的分光原理形成一對光程相等的共軛面，將CCD交錯分置于這一對等光程的共軛面上，首尾搭接。光學拼接中的分光形式包括半反半透鏡、全反全透鏡和反射鏡。反射鏡拼接型CCD相機入射光一部分直接成像在直射面CCD上，另一部分經反射鏡反射后成像在反射面CCD上。反射鏡拼接型CCD相機具有能量利用率高、熱穩定性好、體積重量小、拼接精度高和拼接長度較長的優勢，更重要的一點是反射鏡拼接不會出現漏縫現象，而且焦平面可形成一條共軛直線或一個完整連續的焦面，是光學拼接的發展方向。但反射鏡拼接的方法在反射鏡拼接交界會產生漸暈現象，需要利用后續圖像處理工作進行消除。目前國內采用反射鏡拼接的實際應用很少，所以針對反射鏡拼接漸暈現象目前沒有一套完整的消除辦法。

在實際反射鏡拼接型CCD相機光學系統中，由于反射鏡的遮擋和直邊衍射，部分光束無法參與成像，導致交界處光照度較弱，這就產生了漸暈現象。反射鏡邊緣與光軸成45°夾角，接收屏(CCD)成像的漸暈程度隨著接收屏距離反射鏡的距離而變化，所以接收屏距離反射鏡距離越大，漸暈分布區域越大。

傳統的漸暈補償方法有：查表法，逐行掃描法和函數逼近法。查表法需要事先利用標準影像獲取漸暈系數對照表，因此每次拍攝都必須滿足相同的條件，不適合工程應用；逐行掃描法利用實際獲取的圖像數據進行逐行擬合，擬合出整幅圖片灰度變化的趨勢后進行恢復，當實際圖像相鄰兩行灰度變化較大時，此方法會產生線性條紋；函數逼近法是通過多次定標，對各個照度下單個像元的補償因子進行標定，然后將各個像元的補償因子進行擬合，得出各個像元的漸暈恢復公式，與前兩種相比，此方法有一定的優越性，但它運算量大、占存儲空間多且需要硬件測試設備，同時受拍攝環境和相機參數的限制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠快速消除漸暈現象的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置。

為了解決上述技術問題，本發明的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置包括：

根據最大漸暈臨界點位置的橫坐標x_end，截取最大漸暈臨界點以內原始圖像的裝置；

對最大漸暈臨界點以內原始圖像進行糾正得到復原圖像的裝置。

本發明只對在最大漸暈臨界點內的數據進行處理，數據量小、速度快、效率高。

所述最大漸暈臨界點位置的橫坐標x_end通過下述方法得到：

根據光學臨界邊緣的衍射能量分布，經過最小二乘擬合法擬合得到反射鏡拼接漸暈光能量分布圖，然后利用公式I-1＜E，求解出最大漸暈臨界點位置的橫坐標x_end，其中I為光能量幅值，E為臨界誤差。

所述臨界誤差E小于0.01。

采用上述方法計算最大漸暈臨界點位置的橫坐標x_end，不需要測量相關的光學和幾何參數，不需要事先進行相關試驗，具有廣泛的適用性。

所述對最大漸暈臨界點以內原始圖像進行糾正得到復原圖像的裝置包括：

圖像灰度值二維擬合曲面運算裝置：利用式(1)、(2)進行迭代運算直至得到圖像灰度值二維擬合曲面；