[發明專利]基于向導的氣動光學退化圖像快速復原方法

有效

• 申請號: 201410273240.9
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104021530A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 趙煙橋;寧凱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱幻石科技發展有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T3/00;G06F17/14
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 榮玲

技術領域

基于向導的氣動光學退化圖像快速復原方法屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種應用于高速飛行器上的氣動光學退化圖像快速復原方法。

背景技術

偵察機是現代戰爭的主要偵查工具。為了獲得情報，偵察機上的相機會拍攝一系列照片。然而，隨著偵察機的飛行速度越來越快，氣動光學效應也會隨之產生，造成偵查圖像模糊，降低了偵查的準確性。為了保持高速偵察機的偵查能力，并兼顧到信息傳遞的實時性，需要研究一種氣動光學退化圖像快速復原方法。

應用最為廣泛的復原方法是迭代方法，然而，這種方法運算時間長，不能滿足偵察機對圖像處理實時性的要求。針對傳統的迭代復原算法，雖然已經有眾多方法實現加速，然而，由于這些方法沒有從根本上擺脫迭代運算，因此加速效果有限。Yixian?Qian等人提出了基于光電混合處理的隨機運動模糊圖像實時復原方法，然而該方法需要用高速CCD配合主CCD，并依賴聯合相關變換器才能實現快速復原，對硬件有極高的要求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明設計了一種基于向導的氣動光學退化圖像快速復原方法，該方法可以在不改變現有成像系統硬件條件的前提下，實現對氣動光效效應退化圖像快速復原。

本發明的目的是這樣實現的：

基于向導的氣動光學退化圖像快速復原方法，包括前期準備，圖像復原兩大步驟，

對于前期準備，根據飛行器的空間位置坐標和姿態計算得到向導的參數信息，所述的參數信息包括向導在探測圖像中的大小、形狀和位置信息；

對于圖像復原，包括以下步驟：

第一步、高速飛行器獲取探測圖像，所述的探測圖像的分辨率為A；

第二步、截取第一步得到探測圖像的子圖像，所述子圖像包括向導及向導的鄰域部分，分辨率為B；

第三步、以第二步得到的子圖像中向導鄰域部分的灰度值為基礎，構造出分辨率為B的背景圖像，以第二步得到的子圖像中向導鄰域部分的灰度值和前期準備部分向導在探測圖像中的大小、形狀和位置信息為基礎，構造出分辨率為B的先驗圖像；

第四步、利用第二步得到的子圖像減去第三步得到的背景圖像，得到第一灰度差，利用第三步得到的先驗圖像減去第三步得到的背景圖像，得到第二灰度差；

第五步、對第一步得到的探測圖像做傅里葉變換，得到探測圖像頻譜，對第四步得到的第一灰度差做傅里葉變換，得到第一灰度差頻譜，對第四步得到的第二灰度差做傅里葉變換，得到第二灰度差頻譜；

第六步、利用第五步得到的第一灰度差頻譜除以第二灰度差頻譜，得到退化函數；

第七步、將第六步得到的退化函數的分辨率從B擴展到A，得到新退化函數；

第八步、利用第五步得到的探測圖像頻譜除以第七步得到的新退化函數，得到復原圖像頻譜；

第九步、對第八步得到的復原圖像頻譜做傅里葉逆變換，得到復原圖像。

基于向導的氣動光學退化圖像快速復原方法，包括前期準備，圖像復原兩大步驟，

對于前期準備，根據飛行器的空間位置坐標和姿態計算得到向導的參數信息，所述的參數信息包括向導在探測圖像中的大小、形狀和位置信息；

對于圖像復原，包括以下步驟：

第一步、高速飛行器獲取探測圖像，所述的探測圖像的分辨率為A；

第二步、截取第一步得到探測圖像的子圖像，所述子圖像包括向導及向導的鄰域部分，分辨率為B；

第三步、以第二步得到的子圖像中向導鄰域部分的灰度值為基礎，構造出分辨率為B的背景圖像，以第二步得到的子圖像中向導鄰域部分的灰度值和前期準備部分向導在探測圖像中的大小、形狀和位置信息為基礎，構造出分辨率為B的先驗圖像；

第四步、對第一步得到的探測圖像做傅里葉變換，得到探測圖像頻譜，對第二步得到的子圖像做傅里葉變換，得到子圖像頻譜，對第三步得到的背景圖像做傅里葉變換，得到背景圖像頻譜，對第三步得到的先驗圖像做傅里葉變換，得到先驗圖像頻譜；

第五步、利用第四步得到的子圖像頻譜減去背景圖像頻譜，得到第一灰度差頻譜，利用第四步得到的先驗圖像頻譜減去背景圖像頻譜，得到第二灰度差頻譜；

第六步、利用第五步得到的第一灰度差頻譜除以第二灰度差頻譜，得到退化函數；

第七步、將第六步得到的退化函數的分辨率從B擴展到A，得到新退化函數；

第八步、利用第五步得到的探測圖像頻譜除以第七步得到的新退化函數，得到復原圖像頻譜；

第九步、對第八步得到的復原圖像頻譜做傅里葉逆變換，得到復原圖像。

基于向導的氣動光學退化圖像快速復原方法，包括前期準備，圖像復原兩大步驟，