[發(fā)明專利]一種用于無人機高動態(tài)遙感的測繪圖像清晰度優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114998127A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓楚楚;王蛟龍;胡嘉予;魏志杰
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/13;G06T3/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

本發(fā)明公開了一種用于無人機高動態(tài)遙感的測繪圖像清晰度優(yōu)化方法，包括以下步驟：步驟1：選取無人機拍攝到的目標(biāo)圖像，對該目標(biāo)圖像上的每個像素點進行雙三次插值，得到放大的目標(biāo)圖像；步驟2：對放大的目標(biāo)圖像進行邊緣信息提取，得到放大的目標(biāo)圖像的邊緣像素點以及邊緣像素點兩側(cè)的像素點；步驟3：將放大的目標(biāo)圖像的邊緣像素點以及位于邊緣像素點兩側(cè)的像素點，逐一與梯度矩陣做卷積運算，生成像素點在最大梯度方向上的新像素點；步驟4：取放大的目標(biāo)圖像的邊緣像素點以及位于邊緣像素點兩側(cè)的像素點，逐一判斷是否需要修正，對于需要修正的像素點在最大梯度方向上進行修正，最終得到清晰的目標(biāo)圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于無人機高動態(tài)遙感的測繪圖像清晰度優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著無人機遙感測繪技術(shù)的不斷發(fā)展，以無人機為載體的航空高動態(tài)遙感測繪影像拍攝在遙感觀測領(lǐng)域的占比也在不斷提高，具有靈活度高、數(shù)據(jù)采集時效性強、成本低等諸多優(yōu)勢。無人機攝影通常依靠在曝光時間內(nèi)的飛行運動來增大成像視場，但同時也帶來了高動態(tài)環(huán)境下測繪成像問題。由于旋翼的高速轉(zhuǎn)動、機體的震蕩以及高空拍攝，導(dǎo)致無人機拍攝的影像不夠清晰，在測繪遙感的影像分析與測繪目標(biāo)檢測方面造成了不小的誤差，而基于影像拼接的遙感建模需要清晰的圖像才能尋找正確的特征點，這也導(dǎo)致圖像拼接需要拍攝大量圖片才能完成正確的拼接，費時費力。在主流的提高分辨率來對影像清晰化的方法中，插值方法是這些方法中最為簡單快速的一類，其中雙三次插值效果最佳。但是在插值之后影像也存在一定的模糊情況，主要集中在邊緣附近，也不能多次使用，導(dǎo)致一些圖像依舊模糊，嚴(yán)重影響影像拼接。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為解決插值法優(yōu)化后的影像依舊模糊且插值不能多次使用的問題，本發(fā)明提出了一種用于無人機高動態(tài)遙感的測繪圖像清晰度優(yōu)化方法，在圖像處理雙三次插值法的基礎(chǔ)上，增加了邊緣檢測和梯度銳化處理，有效改善圖像在放大后的失真情況，還可以多次使用。

技術(shù)方案：一種用于無人機高動態(tài)遙感的測繪圖像清晰度優(yōu)化方法，包括以下步驟：

步驟1：選取無人機拍攝到的目標(biāo)圖像，對該目標(biāo)圖像上的每個像素點進行雙三次插值，得到放大的目標(biāo)圖像；

步驟2：對放大的目標(biāo)圖像進行邊緣信息提取，得到放大的目標(biāo)圖像的邊緣像素點以及邊緣像素點兩側(cè)的像素點；

步驟3：將放大的目標(biāo)圖像的邊緣像素點以及位于邊緣像素點兩側(cè)的像素點，逐一與梯度矩陣做卷積運算，生成像素點在最大梯度方向上的新像素點；

步驟4：取放大的目標(biāo)圖像的邊緣像素點以及位于邊緣像素點兩側(cè)的像素點，逐一判斷在最大梯度方向上的新像素點是否需要修正，判斷依據(jù)為：計算像素點與其在最大梯度方向上生成的新像素點間的梯度差值，表示為：(A_i*f-P*g)，式中，P為放大的目標(biāo)圖像的邊緣像素點或位于邊緣像素點兩側(cè)的像素點，A_i為像素點P在最大梯度方向上的新像素點，f和g均為銳化參數(shù)；

若該梯度差值大于0，則表示在最大梯度方向上的新像素點需要修正，根據(jù)式(3)完成修正；

A_i′＝(A_i*f-P*g)/(f-g) (3)

其中，A_i′表示A_i經(jīng)過修正后的像素點；

取下一個像素點在最大梯度方向上的新像素點，進行修正判斷；直至完成所有的放大的目標(biāo)圖像的邊緣像素點以及位于邊緣像素點兩側(cè)的像素點，得到清晰的目標(biāo)圖像；

若梯度差值小于等于0，則表示在最大梯度方向上的新像素點不需要修正，取下一個像素點在最大梯度方向上的新像素點，進行修正判斷；直至完成所有的放大的目標(biāo)圖像的邊緣像素點以及位于邊緣像素點兩側(cè)的像素點，得到清晰的目標(biāo)圖像；