国家林业公益性行业科研专项(201204515)
- 作品数：19 被引量：207H指数：9
- 相关作者：刘晶红周前飞徐正平许永森沈宏海更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学中国科学院更多>>
- 发文基金：国家林业公益性行业科研专项吉林省重大科技攻关项目中国人民解放军总装备部预研基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术航空宇航科学技术电子电信自然科学总论更多>>
- 面阵CCD航空相机斜视图像的几何校正被引量：10
- 2015年
- 为增大机载光电侦察系统的视场角,航空相机多采用扫描方式对地摄影成像,文章针对面阵CCD航空相机斜视摄影引起的图像变形进行校正。由于该类相机与载机之间存在方位和俯仰两轴运动,文章同时考虑相机相对载机的旋转角度和载机相对地面的姿态角,建立了更符合该类相机工作状态的六姿态角投影校正模型,推导出同一地物在畸变图像和标准图像上的像素坐标变换关系,采用双线性插值算法对坐标变换后的像素灰度值进行重采样,对航空图像进行自动校正。最后,对某机场的航拍图像进行校正实验,并与基于地面控制点的多项式校正方法以及基于畸变图像和参考图像配准的校正方法进行比较。实验结果表明,六姿态角投影校正模型能够取得比较高的校正精度(可达像素级),当姿态角的测量精度为3′,图像大小为512pixel×512pixel时,图像校正的均方根误差为1.174 7pixel。该方法不需要提供参考图像和野外采集地面控制点数据,便于工程实现,基本满足航空图像处理的稳定可靠、精度高、实时性强等要求。
- 周前飞刘晶红居波李刚
- 关键词：航空遥感几何校正
- 航空大视场角镜头畸变校正技术被引量：4
- 2013年
- 为校正航空相机大视场角镜头的畸变,基于Matlab的calib_toolbox工具箱,对拍摄的多幅不同角度和距离的模板进行摄像机标定,得出摄像机的内部参数和畸变系数,建立正确的畸变校正数学模型,通过后续编程处理,改进了Bouguet方法,可实现航空相机彩色图像的畸变校正,并提出一种新的有效的逆推重建图形比对法对图像的畸变率进行分析,量化畸变程度。仿真结果显示,该方法得到的彩色图像的畸变率校正后平均降低了大约10%。实验结果表明,该方法简单高效,且便于后续硬件移植,可实现实时畸变校正处理。
- 徐芳刘晶红
- 关键词：摄像机标定彩色图像畸变率
- 活节图像预处理的研究
- 2013年
- 常用的图像预处理方法有图像过滤、校正、插值、锐化、增强、配准等。图像预处理可以达到使图像的噪声消除、对比度增强、图像配准、几何校正、区域边缘锐化等效果。本研究首先对图像序列中的运动部分进行估计,然后通过一种中值滤波的方法改善去隔行处理的效果,这不仅提高了图像的画质,而且能有效地防止因运动估计失效在运动补偿时的影响,有效去除了活节图像中的噪声。
- 刘凯张景忠李昂李存宇
- 关键词：图像处理中值滤波
- 用于遥感图像拼接的改进SURF算法被引量：16
- 2017年
- 经典的SURF算法存在许多不足,如特征描述符维度高、运算量大,对于旋转和拍射视角变换角度过大时,匹配精度低等。针对以上问题,提出了一种改进算法,首先通过Hessian矩阵提取特征点,然后采用特征点圆形邻域进行特征描述,使用Haar小波响应为每个特征点建立描述符,同时计算邻域内归一化的灰度差分及二阶梯度,形成新的特征描述符,最后采用RANSAC算法剔除误匹配点。该算法不仅较经典SURF算法具有速度优势,同时充分利用了灰度信息和细节信息,具有更高的精度。实验结果表明:该算法对图像的模糊、光照差异、角度旋转、视场变换等均有良好的鲁棒性和稳定性。将该算法应用于遥感图像拼接,得到无明显几何移位、边缘衔接良好的拼接图像。该算法是一种耗时短、精度高的图像配准算法,能够满足遥感图像拼接对配准的要求。
- 董强刘晶红周前飞
- 关键词：计算机应用图像配准特征提取SURF算法
- 航空变焦距镜头非线性畸变快速校正方法被引量：7
- 2015年
- 针对航空变焦距镜头的非线性畸变随焦距变化而变化的问题,提出一种地面离线标定和机上在线校正相结合的快速校正方法。利用单参数除式模型校正镜头畸变,根据模板图像中共线点的投影不变性,采用变步长优化搜索方法求解出若干离散焦距下镜头的畸变系数和畸变中心坐标,分析了畸变参数随焦距变化的规律,建立了畸变参数与焦距之间的经验公式。在飞行实验中,将实际工作焦距值代入经验公式得到相应畸变参数对实景图像进行自动校正。对模板图像与实景图像的校正结果表明,该方法能有效校正变焦距镜头的非线性畸变,对3幅不同焦距下的720 pixel×576 pixel模板图像校正平均均方差约为2.68 pixel,平均校正时间约为4.82 s。该方法具有效率高,便于自动化实现和工程应用的优点。
- 周前飞刘晶红
- 关键词：成像系统变焦距镜头摄像机标定
- 基于改进BRISK的图像拼接算法被引量：28
- 2017年
- 为了获得精准的航空拼接图像,更好地解决图像拼接中经常出现的尺度变化、角度旋转、光照差异以及传统的BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints)算法匹配正确率较低,图像拼接精度低等问题,该文提出一种全新的基于有向线段的BRISK特征的图像拼接模型。首先,使用BRISK算法进行图像匹配,得到粗匹配点对,再构造有向线段及其BRISK特征进行邻近线段匹配,通过概率统计模型进行特征点的精匹配,最后进行加权融合和亮度均衡化进行图像融合完成图像拼接。实验结果表明,该文算法针对图像的光照条件不同、角度旋转、分辨率低、尺度变化等均有良好的鲁棒性和稳定性,该文算法是一种耗时短、精确度高、拼接效果良好的图像拼接方法。
- 董强刘晶红王超周前飞
- 关键词：图像配准图像拼接
- 机载光电成像平台的多目标自主定位系统研究被引量：31
- 2015年
- 为同时对多个目标实施实时或准实时定位,建立了机载光电成像平台多目标自主定位系统,针对该系统提出一种基于像元视线向量的多目标自主定位模型。通过目标检测算法得到视场中各目标的像素坐标,根据单面阵电荷耦合器件(CCD)传感器的成像原理,构造各目标的视线向量并计算其与图像中心主目标的像元视线角,结合已测得的主目标相对光电平台的方位角、高低角和距离,计算出各目标与机载光电平台的角度与距离关系,应用全球定位系统(GPS)、航姿测量技术获取载机的位置姿态信息,通过齐次坐标变换方法计算出单幅图像中多个目标的大地坐标。针对镜头畸变引起的定位误差,提出基于畸变率的方法进行畸变修正。在1100 m高空对地面目标定位时,多目标定位的圆概率误差(CEP)约为28.74 m,大地高定位误差约为18 m,能同时对50个目标进行实时地理定位。当镜头畸变率为2%时,畸变修正后圆概率误差减小了7%。该多目标自主定位方法具有效率高,便于工程应用的优点。
- 周前飞刘晶红熊文卓宋悦铭
- 关键词：齐次坐标变换递归最小二乘
- 面阵CCD航空相机斜视图像几何畸变校正误差分析被引量：11
- 2014年
- 文章主要讨论了面阵CCD航空相机斜视摄影中所获取图像的几何畸变校正及其误差分析问题。由于斜视成像过程中飞机姿态和相机成像方位的变化,使图像存在严重的几何变形,文章根据面阵CCD航空相机成像过程中的几何关系,说明了基于共线方程的几何校正算法原理,重点对校正后图像的几何失真误差进行了分析,建立了该几何校正算法的误差传递模型,分析了图像几何畸变校正精度与各姿态角的测量精度、相机相对地面高度的测量精度的关系。若使图像校正达到像素级精度(2~3 pixels),对于1k×1k pixels图像,各姿态角的测量精度至少应达到6′,对于2k×2k pixels图像,各姿态角的测量精度至少应达到3′;对于1k×1k pixels图像,取基准航高为2000m,要使图像比例尺归一化过程的均方根误差小于2 pixels,航高测量误差应小于5m。通过实际航拍图像的校正实验验证了几何校正方法以及误差分析的正确性。
- 周前飞刘晶红李刚
- 关键词：航空遥感几何校正
- 激光成像系统高精度目标距离和强度信息提取被引量：8
- 2014年
- 为提高脉冲激光3D成像系统中提取目标距离和强度信息的精度,对时刻鉴别和峰值保持电路进行了深入研究。在简要分析激光测距体制及探测器选择的基础上,给出了激光3D成像系统结构框图:激光器输出信号经半反半透棱镜,反射光线触发参考APD作为计时起始信号,以提高计时基准。给出了恒定阈值鉴别与恒比定时鉴别相结合的时刻鉴别电路,在提高时刻鉴别精度的同时可有效消除噪声对电路的影响。峰值保持选取基于OPA861的跨导型峰值保持电路。在实验室搭建了回波信号模拟系统,并在此基础上对电路性能进行测试。最后,给出了实验结果。结果显示:时刻鉴别电路精度优于1ns;当输入窄脉冲峰值信号低于800mV时,峰值保持电路保持精度优于2.63%。整个结果满足后续实验要求。
- 徐正平沈宏海许永森孙超黄厚田姚园
- 关键词：激光成像系统峰值保持
- 航空变焦距斜视成像几何畸变的自动校正被引量：10
- 2015年
- 针对变焦距航空摄像机斜视成像产生的几何变形,提出一种同时校正斜视梯形失真和变焦距镜头非线性畸变的自动校正方法。根据直线透视投影不变性原理,利用单参数除式模型通过变步长优化搜索方法得到不同焦距对应的镜头畸变系数和畸变中心坐标;研究了焦距变化对畸变的影响规律,校正了镜头畸变使其满足针孔成像模型;引入飞机位置、姿态和摄像机视轴指向方位等因素,将航空图像重投影到地图坐标系中,对坐标变换后的像素亮度值进行重采样得到校正斜视变形和镜头畸变后的正射投影图像。对不同焦距和位置姿态下拍摄的地面靶标畸变图像和实际航空变焦距斜视图像进行了校正。结果表明,该方法能够有效准确地校正图像的几何变形,当飞行高度为2 500m时,在文中给定的位置姿态精度下的图像几何校正均方误差约为2m,较好地满足了后续图像拼接需求。该方法效率高,便于自动化实现,对提高图像拼接精度和实现目标精确定位与实时稳定跟踪具有重要意义。
- 周前飞刘晶红王宣孙明超
- 关键词：几何校正镜头畸变摄像机标定
