一种面阵ccd相机像移补偿方法

xiaoxiao2020-7-23  8

专利名称:一种面阵ccd相机像移补偿方法
技术领域
本发明涉及一种摄影测量技术,尤其是涉及一种面阵CCD相机像移补偿方法。
背景技术
航空摄影测量(aerial photogrammetry)指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取 像片,结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤,绘制出地形图的作业。
像移是指在相机摄影过程中,地面景物的像在像面上存在运动的现象,运动的速度通常 称为像移速度。对于相机的抖动或者相机的移动会产生图象的位移。像移的存在将导致成像 模糊,使相机的照象分辨力下降,极大影响了相机成像质量。因此,对于高分辨力的航空和 航天相机,要想得到高清晰度的图象,就必须进行高精度的象移补偿。
目前,普遍存在的像移补偿技术为机械补偿,然而机械补偿需要设计一套复杂的机电控 制系统,以跟踪飞机运行状态,由于航空摄影测量本身因素的限制,使得机械补偿增加了设 计难度,结构复杂并且难于控制,补偿精度低,成本高。

发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种面阵CCD相机像移补偿方法,其主要是解决现有 技术所存在的机械补偿需要设计一套复杂的机电控制系统,以跟踪飞机运行状态,由于航空 摄影测量本身因素的限制,使得机械补偿增加了设计难度,结构复杂并且难于控制,补偿精 度低,成本高等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的
本发明的一种面阵CCD相机像移补偿方法,其特征在于
由高速图象读出电路、图象缓冲存储电路、图象移位累加电路、速高比V/H输入控制部 分、图象输出电路组成;
通过高速图象读出电路获取地表景物信息,连续采集图像,存储到图象缓冲存储电路; 同时从速高比V/H输入控制部分获得相机曝光时的飞行状态参数;
对以上获得的信息进行处理,处理步骤包括确定每幅图象的位移,修正图象的位移, 利用图象移位累加电路对图像进行逐点对齐,像元逐点相加,得到最终图像;利用图象输出电路输出清晰图像,实现像移补偿。
本发明是通过利用分次曝光、图像数据叠加来实现高速像移补偿,获得清晰图像。假设 将曝光时间分割为n次,采集n幅图像,补偿过程中,通过对数据图像逐点对齐、像元逐点叠 加的操作,使得每个像素的数据变为n倍强度,提高了信噪比,每幅图像的曝光时间变为 T/n,只要保证在曝光中图像移动小于一个像元,则每幅图像都是清楚的,累加后每幅图像 的能量又得到了恢复,从而消除了运动模糊,达到像移补偿的效果。
作为优选,所述的连续采集图像为分次曝光,曝光时间分割为n次,采集n幅图象。
作为优选,所述的根据输入的V/H参数和相机曝光时间参数计算确定每幅图象的位移, 修正图象的位移,使得n幅图象逐点对齐,将n幅图象的像元逐点相加。
作为优选,所述的假设图象在像面上的位移速度为V,快门曝光时间为T,像元大小为P ,则像移量为S=(V*T)/P,并令分次曝光次数『S,每幅图像的曝光时间为T/n,图像的像移 量不大于l。
因此,本发明具有采用了分次曝光、图像数据叠加的方法,恢复每幅图像的能量,改善 图像的质量,并且较之于机械补偿方法,它不需要设计结构复杂的机电控制系统,从而降低 成本的同时也便于控制等特点。


附图l是本发明的原理框图; 附图2是本发明的图像移位累加示意图; 附图3是本发明的像移补偿原理示意图。
具体实施例方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。 实施例本例的一种面阵CCD相机像移补偿方法,其步骤为
由附图l可以看出成像系统包括镜头、快门和CCD器件,负责采集地面景物信息,高速图 像读出电路负责获取图像。利用图像缓冲存储电路将图像存储到缓冲区内,同时将由速高比 V/H输入控制部分得到的飞机飞行状态信息一并存储到缓冲区内。曝光中图像的移动小于一 个像元,每幅都是清楚的。假设图象在像面上的位移速度为V,快门曝光时间为T,像元大小为 P,则像移量为S=(V*T)/P,因此,为保证图像的清晰性,可以设定分次曝光次数为『S,则 每幅图像的曝光时间縮小为T/n,使得图像的像移量不大于l。
利用缓冲区中存储的信息如速高比、曝光时间等计算每幅图像的位移,修正图像的位移 ,使得各幅图像逐点对齐,如附图2所示。SE=T*L, T为曝光时间,E为能量,L为每次曝光获得光强,可以看出曝光时间縮短了,每幅图像的能量变为原来的n分之一,但通过图像
移位累加电路将各幅图像逐点累加使得图像上中间部分各点的能量恢复为原值,只是边缘/J
部分能量有所欠缺,如图3所示。图像能量得到恢复,消除了运动模糊,从而实现了高速图 像的像移补偿。
最终得到的清晰图像由图像输出电路进行传输。
权利要求
1.一种面阵CCD相机像移补偿方法,其特征在于由高速图象读出电路、图象缓冲存储电路、图象移位累加电路、速高比V/H输入控制部分、图象输出电路组成;通过高速图象读出电路获取地表景物信息,连续采集图像,存储到图象缓冲存储电路;同时从速高比V/H输入控制部分获得相机曝光时的飞行状态参数;对以上获得的信息进行处理,处理步骤包括确定每幅图象的位移,修正图象的位移,利用图象移位累加电路对图像进行逐点对齐,像元逐点相加,得到最终图像;利用图象输出电路输出清晰图像,实现像移补偿。
2 根据权利要求1所述的一种面阵CCD相机像移补偿方法,其特征在 于所述的连续采集图像为分次曝光,曝光时间分割为n次,采集n幅图象。
3 根据权利要求1或2所述的一种面阵CCD相机像移补偿方法,其特征 在于所述的根据输入的V/H参数和相机曝光时间参数计算确定每幅图象的位移,修正图象的 位移,使得n幅图象逐点对齐,将n幅图象的像元逐点相加。
4 根据权利要求1或2所述的一种面阵CCD相机像移补偿方法,其特征 在于所述的假设图象在像面上的位移速度为V,快门曝光时间为T,像元大小为P,则像移量 为S=(V*T)/P,并令分次曝光次数『S,每幅图像的曝光时间为T/n,图像的像移量不大于l
全文摘要
本发明涉及一种摄影测量技术,尤其是涉及一种面阵CCD相机像移补偿方法。其主要是解决现有技术所存在的机械补偿需要设计一套复杂的机电控制系统,以跟踪飞机运行状态,由于航空摄影测量本身因素的限制,使得机械补偿增加了设计难度,结构复杂并且难于控制,补偿精度低,成本高等的技术问题。本发明通过高速图像读出电路获取地表景物信息,连续采集图像,存储到图像缓冲存储电路;同时从速高比V/H输入控制部分获得相机曝光时的飞行状态参数;对以上获得的信息进行处理确定每幅图像的位移,修正图像的位移,利用图像移位累加电路对图像进行逐点对齐,像元逐点相加,得到最终图像;利用图像输出电路输出清晰图像,实现像移补偿。
文档编号G01C11/00GK101634555SQ20091030497
公开日2010年1月27日 申请日期2009年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者周盛民 申请人:浙江悍马光电设备有限公司

最新回复(0)