[發(fā)明專利]一種基于復(fù)雜場景的機(jī)械交錯(cuò)拼接型相機(jī)的在軌非均勻性校正方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010350911.2
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111862227A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張寅;范君杰;倪越;閆鈞華;朱德燕
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于復(fù)雜場景的機(jī)械交錯(cuò)拼接型遙感相機(jī)在軌相對定標(biāo)方法，其特征在于，所述方法基于CCD相機(jī)的機(jī)械交錯(cuò)拼接特性，通過相機(jī)旋轉(zhuǎn)前后對復(fù)雜場景進(jìn)行正交二次成像，通過兩次校正來降低圖像的非均勻性；所述校正方法的具體過程為：

步驟1：輸入偏航成像模式的圖像數(shù)據(jù)，得到偏航成像數(shù)據(jù)的灰度矩陣，截取一片傳感器成像的區(qū)域，通過使用LSD(Line Segment Detector)直線檢測算法計(jì)算出實(shí)際偏航輻射定標(biāo)圖像中的連線夾角的度數(shù)，根據(jù)偏航輻射定標(biāo)數(shù)據(jù)夾角檢測結(jié)果，對偏航輻射定標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定化處理，保證圖像中每一行數(shù)據(jù)為傳感器所有探元對同一地物的成像數(shù)據(jù)；

步驟2：使用步驟1的數(shù)據(jù)，通過最小二乘法對各探元所成像元進(jìn)行多點(diǎn)曲線擬合，求解焦平面每個(gè)陣列內(nèi)各探元的非均勻性校正系數(shù)，利用所述非均勻性校正系數(shù)對常規(guī)成像模式圖像進(jìn)行校正；

步驟3：使用步驟2得到的校正后圖像，通過最小二乘法對相鄰陣列拼接像元進(jìn)行多點(diǎn)曲線擬合，求解焦平面陣列間的非均勻性校正系數(shù)，并利用該系數(shù)對圖像進(jìn)行校正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向機(jī)械交錯(cuò)拼接型相機(jī)的在軌非均勻性校正方法，其特征在于，所述步驟2具體為：

步驟2.1，使用步驟1規(guī)定化后的偏航成像數(shù)據(jù)，求各行像元的灰度平均值，得到一列像元平均值數(shù)據(jù)；

步驟2.2，取各列數(shù)據(jù)，利用最小二乘法計(jì)算其與像元平均值數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)，該系數(shù)即為非均勻性校正系數(shù)；最后利用校正系數(shù)對常規(guī)成像模式圖像進(jìn)行校正。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向機(jī)械交錯(cuò)拼接型相機(jī)的在軌非均勻性校正方法，其特征在于，所述步驟3具體為：

步驟3.1，在第一次校正后的常規(guī)成像模式圖像中取重疊部分圖像組；

步驟3.2，前后兩排陣列成像在拼接時(shí)需要進(jìn)行一定的平移，該平移的距離由具體相機(jī)焦平面設(shè)計(jì)決定。將各圖像組數(shù)據(jù)平移對齊后，取出各圖像組中間的N列數(shù)據(jù)組；

步驟3.3，利用最小二乘法求各數(shù)據(jù)組之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)，該系數(shù)即為CCD陣列間的非均勻性校正系數(shù)，最后利用校正系數(shù)對常規(guī)成像模式圖像進(jìn)行第二次校正。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向機(jī)械交錯(cuò)拼接型相機(jī)的在軌非均勻性校正方法，其特征在于，所述步驟1中，

所述對偏航輻射定標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定化具體為：

式中，；DN(i,j)表示在偏航數(shù)據(jù)規(guī)定化第i行j列處圖像灰度值；DN_SS為偏航輻射定標(biāo)圖像規(guī)定化前的圖像灰度值；θ為偏航圖像實(shí)際夾角。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向機(jī)械交錯(cuò)拼接型相機(jī)的在軌非均勻性校正方法，其特征在于，所述步驟2中，

應(yīng)用最小二乘法求解校正系數(shù)，令某個(gè)待校正探元所成的一列像元灰度值為{x_i|i＝1,2,...,r}，各探元所成的各列像元的灰度均值列為{y_i|i＝1,2,...,r}，x_i,y_i在平面內(nèi)組成離散點(diǎn)集{(x_i,y_i)|i＝1,2,...,r}，利用下述公式對該離散點(diǎn)集進(jìn)行多點(diǎn)曲線擬合，擬合曲線各項(xiàng)系數(shù)即為校正系數(shù)。

一次函數(shù)形式擬合直線y＝a₀+a₁x，求解系數(shù)的公式為：

二次函數(shù)形式擬合曲線y＝a₀+a₁x+a₂x²，求解系數(shù)的公式為：

式中，r為離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)；{a₀,a₁,...,a_n}為擬合曲線各項(xiàng)的系數(shù)。