[發(fā)明專利]航空相機(jī)傾斜圖像的拼接方法、裝置、終端及存儲介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN112449100A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雪菲;劉志明;王昊;匡海鵬;李清軍;李昕陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/262;H04N5/265
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

本發(fā)明公開了一種航空相機(jī)傾斜圖像的拼接方法、裝置、終端及存儲介質(zhì)，其通過獲取航空相機(jī)拍攝的傾斜圖像每一行像素對應(yīng)的第一成像區(qū)域的長度和寬度，以及航空相機(jī)垂直拍攝時(shí)相機(jī)視軸中心處對應(yīng)的一行像素對應(yīng)的第二成像區(qū)域的長度和寬度，計(jì)算第一成像區(qū)域的長度和寬度與第二成像區(qū)域的長度和寬度的比值，得到復(fù)原因子，再根據(jù)復(fù)原因子對傾斜圖像的每一行像素進(jìn)行等比例拉伸，再將相鄰的拉伸后的傾斜圖像帶進(jìn)行拼接，得到全景傾斜圖。本發(fā)明通過對傾斜圖像進(jìn)行幾何圖像復(fù)原，使得傾斜圖像可以按照近端重疊率等于指標(biāo)重疊率進(jìn)行拼接，得到符合實(shí)際情況的全景傾斜圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種航空相機(jī)傾斜圖像的拼接方法、裝置、終端及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

航空相機(jī)視場角受到相機(jī)焦距、探測器像元尺寸等因素限制，為了獲取更多目標(biāo)區(qū)域的信息，航空相機(jī)可以對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行多條帶成像，再將不同條帶圖像進(jìn)行拼接，構(gòu)造一幅全景圖，達(dá)到擴(kuò)展視場范圍的目的。當(dāng)航空相機(jī)垂直成像時(shí)，可近似認(rèn)為在同一條帶內(nèi)地面景物的成像距離不變，成像比例尺相同，因此可以將相鄰條帶圖像按照指標(biāo)重疊率直接拼接。而當(dāng)航空相機(jī)傾斜成像時(shí)，成像距離隨著俯角變化而改變。地面成像區(qū)域中近端景物成像比例尺大，遠(yuǎn)端景物成像比例尺小。導(dǎo)致相鄰圖像帶之間近端圖像的重疊率小，遠(yuǎn)端圖像的重疊率大，使得相鄰圖像帶不能直接拼接，若采用圖像配準(zhǔn)等方法也只能實(shí)現(xiàn)對某個(gè)感興趣的目標(biāo)區(qū)域拼接，不能完成整個(gè)條帶圖像的拼接。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種航空相機(jī)傾斜圖像的拼接方法、裝置、終端及存儲介質(zhì)，以解決現(xiàn)有的航空相機(jī)拍攝的多條傾斜圖像帶因近端重疊率小、遠(yuǎn)端重疊率大導(dǎo)致相鄰傾斜圖像帶不能進(jìn)行拼接的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種航空相機(jī)傾斜圖像的拼接方法，其包括：

獲取航空相機(jī)拍攝的多張傾斜圖像，并將每張傾斜圖像分別劃分為多幀圖像；

計(jì)算每幀圖像的每行像素在地面對應(yīng)的第一成像區(qū)域的長度和寬度；

獲取航空相機(jī)垂直拍攝時(shí)，相機(jī)視軸中心處一行像素在地面對應(yīng)的第二成像區(qū)域的長度和寬度；

計(jì)算每個(gè)第一成像區(qū)域的長度和寬度與第二成像區(qū)域的長度和寬度的比值得到復(fù)原因子，并根據(jù)復(fù)原因子對每幀圖像的每行像素進(jìn)行等比例拉伸；

將拉伸后的同一圖像的多幀圖像拼接為一條傾斜圖像帶，得到多條傾斜圖像帶；

將相鄰的傾斜圖像帶進(jìn)行拼接，得到全景傾斜圖。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，計(jì)算每幀圖像的每行像素在地面對應(yīng)的第一成像區(qū)域的長度和寬度的步驟，包括：

將每幀圖像按像素進(jìn)行劃分；

獲取每個(gè)像素對應(yīng)的地面區(qū)域的經(jīng)緯度信息；

確認(rèn)每行像素對應(yīng)的第一成像區(qū)域；

根據(jù)每個(gè)像素的經(jīng)緯度信息計(jì)算每個(gè)第一成像區(qū)域的長度和寬度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，獲取每個(gè)像素對應(yīng)的地面區(qū)域的經(jīng)緯度信息的步驟，包括：

構(gòu)建地球坐標(biāo)系、地理坐標(biāo)系、飛機(jī)坐標(biāo)系和相機(jī)成像視軸坐標(biāo)系；

獲取飛機(jī)當(dāng)前的經(jīng)緯度信息、高度信息、姿態(tài)信息和航空相機(jī)的視軸角信息；

通過齊次坐標(biāo)變化方法計(jì)算得到每個(gè)像素對應(yīng)的地面區(qū)域在地理坐標(biāo)系下的指向，再結(jié)合預(yù)設(shè)的地球橢球模型和數(shù)字高程模型確定每個(gè)像素對應(yīng)的地面區(qū)域的經(jīng)緯度信息。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，根據(jù)每個(gè)像素的經(jīng)緯度信息計(jì)算每個(gè)第一成像區(qū)域的長度和寬度的步驟，包括：

確認(rèn)第一成像區(qū)域A、B、C、D四個(gè)頂點(diǎn)的經(jīng)緯度信息，其中，AB為第一成像區(qū)域的長度，AD為第一成像區(qū)域的寬度；