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空间相机多通道图像拼接技术研究

作　者: 刘志福
导　师: 胡君
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 计算机应用技术
关键词: 空间相机图像拼接 CCD拼接相机图像配准互信息
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 63次
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内容摘要

为了将采用多TDICCD拼接分区域成像、多通道并行输出图像数据设计的空间相机各通道独立图像拼接为全视场的完整图像,需要在此特定情况下新的拼接方法。深入分析传统拼接流程中的图像配准和图像融合技术。提出多TDICCD拼接空间相机多通道图像拼接的方法,充分利用相机结构及成像模型完成图像的粗匹配,在缩小的搜索空间内进行图像内容精确配准,融合后达到拼接目的。依据空间相机多TDICCD拼接结构及光学成像原理建立成像模型,分析不同姿态条件下像移变化,结合TDICCD延时积分特点,给出了不同侧摆角各TDICCD的控制差异下通道间图像的行对应关系,计算在偏流角要求调节控制精度下通道间图像重叠区域范围。对多种基于灰度的相似性度量进行比较,采用基于互信息的方法进行配准。为克服互信息方法存在的单纯利用灰度信息、容易出现局部极值等缺陷,在改进的互信息方法中加入了边缘轮廓信息,利用提取的边缘信息自适应选取模版,结合边缘隶属度计算互信息,达到像素级配准,融合后获取完整图像。利用所提方法设计多通道图像拼接软件,借助空间相机地面仿真测试平台及高速图像实时存储快视系统,在空间相机外场动态成像实验中成功地对多通道图像进行了拼接处理。本文所提方法实现相对稳定,基本上可满足空间相机多通道图像拼接应用需求,拼接结果在视觉上取得较满意效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 图像拼接技术研究现状  11-14
  1.3 论文主要内容及组织结构  14-16
    1.3.1 论文的主要内容  14-15
    1.3.2 论文的组织结构  15-16
第2章图像拼接基本原理  16-36
  2.1 图像预处理  16-22
    2.1.1 图像噪声抑制  17-20
    2.1.2 图像增强  20-21
    2.1.3 图像几何形变的校正  21-22
  2.2 图像配准技术  22-33
    2.2.1 基于区域的图像配准  24-28
    2.2.2 基于特征的图像配准  28-32
    2.2.3 基于变换域的图像配准  32-33
  2.3 图像融合技术  33-35
  2.4 本章小结  35-36
第3章空间光学相机原理及成像模型  36-52
  3.1 TDICCD 及空间相机结构工作原理  36-41
    3.1.1 TDICCD 工作原理  36-37
    3.1.2 空间相机结构及工作原理  37-41
  3.2 多TDICCD 空间相机像移分析  41-48
    3.2.1 中心投影模型  41-42
    3.2.2 多TDICCD 侧摆异速像移控制  42-47
    3.2.3 相邻TDICCD 通道图像行对应关系  47-48
  3.3 空间相机偏流角对成像影响  48-51
    3.3.1 空间相机偏流角的产生及消除  48-50
    3.3.2 偏流角与图像重叠区域的关系  50-51
  3.4 本章小结  51-52
第4章互信息与边缘隶属度相似性的拼接  52-64
  4.1 拼接算法选择  52-58
    4.1.1 多通道拼接图像特点  52-53
    4.1.2 互信息  53-56
    4.1.3 相似性测度比较实验  56-58
  4.2 互信息与边缘隶属度相似性图像配准  58-62
    4.2.1 图像边缘的提取  59-60
    4.2.2 结合边缘隶属度的互信息测度  60-62
    4.2.3 配准模版选取  62
  4.3 图像融合  62-63
  4.4 本章小结  63-64
第5章空间相机多通道图像拼接实现  64-73
  5.1 空间相机与图像数据采集系统  64-67
    5.1.1 空间相机及数据输出  64
    5.1.2 高速实时图像存储快视系统  64-67
  5.2 多通道图像拼接软件设计  67-70
  5.3 空间相机地面外场成像试验图像拼接  70-72
  5.4 本章小结  72-73
第6章总结与展望  73-76
  6.1 课题研究总结  73-74
  6.2 研究展望  74-76
参考文献  76-78
在学期间学术成果情况  78-79
指导教师及作者简介  79-80
致谢  80

空间相机多通道图像拼接技术研究

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