[發(fā)明專利]基于GPU-CPU協(xié)同的衛(wèi)星影像拉花變形快速檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810126230.0
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108230326B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李朋龍;丁憶;胡艷;張澤烈;徐永書;李靜;羅鼎;張燦
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶市地理信息中心
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/187;G06T1/20;G06T1/60
• 代理公司: 重慶飛思明珠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50228
• 代理人: 劉念芝

1.一種基于GPU-CPU協(xié)同的衛(wèi)星影像拉花變形快速檢測方法，其特征在于按照以下步驟進行處理：

步驟1：CPU端加載原始影像、RPC參數(shù)和數(shù)字高程模型DEM，并迭代求解正射校正后正射影像的大小和范圍，計算步驟為：

步驟1-1：通過仿射變換參數(shù)對原始影像行列數(shù)仿射變換，獲得其對應(yīng)的地理坐標；

步驟1-2：根據(jù)像點地理坐標和數(shù)字高程模型DEM，采用雙線性內(nèi)插法內(nèi)插出像點對應(yīng)地面點的高程值；

步驟1-3：由地面點坐標根據(jù)RPC模型反算出該地面點在原始影像上的位置；

步驟1-4：基于數(shù)字高程模型DEM進行迭代求解，計算正射校正后影像的大小；

步驟2：CPU端根據(jù)校正后正射影像大小來設(shè)計GPU線程格網(wǎng)，開辟相應(yīng)的顯存，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)從內(nèi)存拷貝入對應(yīng)顯存；

步驟3：GPU端按線程格網(wǎng)從校正后影像像素反算其對應(yīng)原始影像上的像素坐標；

步驟4：GPU端按照線程格網(wǎng)統(tǒng)計當前像素與周邊像素重疊次數(shù)，并判斷其是否為拉花像素；

步驟5：GPU端按線程格網(wǎng)對二值圖像進行腐蝕處理與膨脹處理；

步驟6：CPU端將檢測后的二值圖像結(jié)果從全局存儲器拷到內(nèi)存，并將二值圖像矢量化，獲得拉花變形區(qū)域矢量數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPU-CPU協(xié)同的衛(wèi)星影像拉花變形快速檢測方法，其特征在于：步驟1-2中所述地面點高程值的計算步驟為：

步驟1-2-1：根據(jù)目標點的坐標和數(shù)字高程模型DEM，計算得到目標點在數(shù)字高程模型DEM格網(wǎng)中的行列數(shù)；

步驟1-2-2：根據(jù)得到的行列數(shù)計算數(shù)字高程模型DEM格網(wǎng)中最鄰近的四個高程點，并內(nèi)插出目標點的高程值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPU-CPU協(xié)同的衛(wèi)星影像拉花變形快速檢測方法，其特征在于：所述步驟1-3中反算地面點在原始影像上位置的步驟為：

步驟1-3-1：將地面點坐標按照RPC參數(shù)中的空間坐標標準化參數(shù)計算得到標準化之后的空間坐標；

步驟1-3-2：根據(jù)RPC模型計算該點在原始影像上的標準化坐標；

步驟1-3-3：根據(jù)像點坐標標準化參數(shù)對標準化坐標進行處理，得到原始影像上的像點坐標。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPU-CPU協(xié)同的衛(wèi)星影像拉花變形快速檢測方法，其特征在于：所述步驟1-4中正射校正后影像的大小的迭代求解步驟為：

步驟1-4-1：根據(jù)步驟1-1計算得到原始影像左上角像點的初始地理坐標，根據(jù)步驟1-2利用雙線性內(nèi)插方法在DEM上內(nèi)插得到初始地理坐標的高程值，根據(jù)步驟1-3得到地面點在原始影像上的像點坐標；

步驟1-4-2：計算像點坐標對應(yīng)的初始地理坐標，內(nèi)插數(shù)字高程模型DEM并迭代求解，得到原始影像左上角像點對應(yīng)的地面點坐標；

步驟1-4-3：按照步驟1-4-1與步驟1-4-2迭代求解，直至前后兩次計算中內(nèi)插DEM的高程值的差值小于閾值，則最后一次計算得到的地面點坐標為左上角像素點對應(yīng)的地面點坐標；

步驟1-4-4：按照步驟1-4-1到步驟1-4-3分別計算原始影像四個角點對應(yīng)地面點的坐標，并計算得到X、Y方向的極值；

步驟1-4-5：根據(jù)所得的X、Y方向的極值，計算得到正射校正后正射影像的行數(shù)和列數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPU-CPU協(xié)同的衛(wèi)星影像拉花變形快速檢測方法，其特征在于：步驟3中所述原始影像上的像素坐標求解步驟為：

步驟3-1：GPU端多線程同時執(zhí)行，根據(jù)當前線程索引計算當前像素的地面點坐標；

步驟3-2：根據(jù)地面點坐標和數(shù)字高程模型DEM，采用雙線性內(nèi)插法內(nèi)插出該點的高程值；

步驟3-3：計算地面點在原始影像上的像點坐標，并判斷該坐標是否在原始影像內(nèi)部；

步驟3-4：等待所有線程計算完畢后，將整幅正射影像反算得到的每個像素對應(yīng)原始影像像點位置存儲在全局存儲器中。