基于SIFT匹配和RANSAC算法的超分辨率重建

图像超分辨率重建技术是根据序列图像间信息互补重建高分辨率图像的技术，其主要步骤在于精确运动估计算法和有效超分辨率重建算法。针对存在旋转、缩放变换的序列图像，本文提出一种基于SIFT匹配和随机采样一致性算法（RANSAC）的运动估计算法，该方法首先使用SIFT算法对图像序列的特征点进行提取并匹配，然后使用RANSAC算法消除误匹配点并获取投影变换矩阵，从而获得图像序列间的亚像素级的运动信息；采用一组低分辨率序列图像进行试验，基于上述运动估计算法，采用迭代反投影进行超分辨率重建。试验结果表明，运动估计精度较高，重建影像具有较好的视觉效果，尤其适用于影像序列间存在旋转缩放运动的图像序列的超分辨率重建。     

顾及运动估计误差的“凝视”卫星视频运动场景超分辨率重建

在含有运动地物的“凝视”卫星视频影像超分辨率重建问题中,针对由于运动估计不准确导致的重建后运动物体存在“格网”和“拖尾”等问题,提出了顾及运动估计误差的运动场景超分辨率重建方法。首先,在MAP模型框架下分析了基于L1范数和L2范数的保真项对于运动估计误差的稳健性,引入稳健的M-估计作为保真项,自适应的减少运动估计误差对重建结果的影响;然后,分析了稳健估计条件下Tikhonov、TV、BTV正则项的重建效果;最后,提出了基于稳健估计的双边滤波超分辨率重建方法,用SkyBox和吉林一号的卫星视频数据验证本文方法。试验证明,本文方法对含有运动目标的卫星视频影像具有较好的重建效果,重建后动态和静态地物细节都得到提升,归一化方差和梯度能量指标都优于其他方法。试验表明了本文方法的可行性。     

结构保持的图像序列自适应超分辨率重建

基于概率运动估计的超分辨算法能克服传统超分辨率方法过分依赖于准确运动估计的缺点,为了改善其重建效果,通过分析图像的局部结构模式,给出了局部空域活跃度的定义表征图像的局部结构特征,设计了形状、尺度自适应的非局部空时邻域窗口函数,进而提出了一种结构保持的超分辨率自适应重建算法。实验结果显示,本文方法具有更好的重建性能。     

吉林一号卫星视频影像超分辨率重建

针对吉林一号(Jilin-1)卫星视频影像的超分辨率重建问题,在分析卫星视频与普通视频及遥感影像不同特性的基础上,研究了在成像场景内含有运动物体情况下,Vandewalle方法和金字塔LK(Lucas-Kanade)光流法运动估计方法的适用性。同时,针对目前中值平移并添加(median shift and add,MSA)方法在视频卫星影像重建中因帧间缺少互补信息而引起的边缘信息不清晰问题,提出了新的中值平移并添加(new median shift and add,NMSA)方法。首先,根据重建的倍数建立重建前、后的空间分辨率格网,并将2个格网统一到1个空间内;然后,以待确定的重建后影像格网像元为中心,确定参与估计的低空间分辨率像元值,利用容许误差确定重建后的像元值。通过利用吉林一号(Jilin-1)卫星数据进行实验,验证了NMSA方法的有效性。     

自相似性和边缘保持分解的超分辨率重建算法

针对目前遥感图像超分辨率重建中存在边缘细节信息重建效果不佳的问题,本文提出了—种自相似性特征和边缘特征保持分解的超分辨率重建方法。首先,为了充分利用原始低分辨率图像自身的相似性信息,通过局部自相似性重建方法得到图像的初始重建结果;然后,为进一步增加不同尺度的边缘信息,采用加权最小二乘法对初始重建结果进行多尺度边缘保持分解,并对分解的细节层进行加权线性组合;最后,通过优化计算,得到融合多尺度边缘、细节信息及局部相似性特征的超分辨率重建图像。利用多组仿真和遥感卫星图像进行对比试验。结果表明,该方法可有效提升遥感图像的边缘信息和细节信息。     

遥感视频卫星运动车辆目标快速检测

随着遥感卫星成像技术的快速发展，遥感视频卫星的出现为运动车辆目标信息获取提供了新手段。然而在遥感卫星视频中，运动车辆目标仅为几个或十几个像素并与背景的对比性较低，难以获取车辆的局部细节特征，使得传统监控视频的运动车辆检测方法直接应用到卫星视频图像会存在很多的问题。在分析遥感卫星视频运动车辆目标检测与传统监控视频运动车辆目标检测差异的基础上，本文提出了一种感兴趣区域自动约束的遥感卫星视频运动车辆快速检测方法：首先是快速自动获取运动车辆目标的感兴趣区域；其次在感兴趣区域约束下，基于改进的高斯背景差分方法实现感兴趣区域内运动车辆快速检测。应用Skybox-1卫星视频数据进行了运动车辆目标检测实验并进行了定性与定量分析。实验结果表明，本文方法可以有效自动减少动态背景变化导致的伪运动目标，具有较高的检测率、较高的检测质量、极低的虚警率以及较高的运行效率，可自动高效实现卫星视频图像中运动车辆目标的高精度检测。     

结合水平集与光流的序列影像运动分割技术研究

提出一种结合变分水平集分割与变分光流的运动分割方法。该方法将光流能量函数与水平集分割能量函数进行整合形成新的运动分割能量函数,并采用变分方法进行优化。采用无人机序列影像对该运动分割方法进行实验分析,实验结果表明该方法在目标运动位移过大时,既能准确地估计出运动矢量,又能精确地分割出目标区域。     

月球车图像超分辨率重建算法

为了更好地满足嫦娥探月工程二期中月球车导航和探测规划任务对图像数据的要求,提出了一种基于压缩感知的超分辨率图像重建方法,利用经过模糊处理并加入噪声的低分辨率图像重建原始的高分辨率图像,实现了月球车图像的超分辨率重建。算法采用局部Sparse-Land模型,从美国阿波罗计划获取的月面图像、嫦娥二期工程实验中获取的图像以及随机选取的自然图像中提取了大量训练图块,采用K-SVD算法完成了高、低分辨率过完备字典Ah和Al的学习,在对待重建图像进行有效分割的基础上,通过求解优化问题获得待处理低分辨率图块的稀疏表示,并将表示系数用于Ah以生成对应的高分辨率图块。最后,运用最小二乘算法,得到满足重构约束的高分辨率图像。实验结果表明,此算法在视觉效果及PSNR指标上均优于插值方法和Yang的方法。     

局部自相似性与MRF网络模型的超分重建算法

针对局部自相似性重建方法的块效应问题,以及MRF网络模型方法外部训练库数据不相关性产生的图像重建误差问题,提出了一种结合局部自相似性和MRF网络模型的超分辨率重建方法。首先,利用图像局部自相似特性,引入自身冗余信息构建高分训练库,然后建立低分与高分训练库映射的MRF网络模型,通过置信传播算法求解MRF模型重建高分图像。以仿真和真实卫星图像进行超分实验,结果表明本文方法能够改善图像的细节,较好地去除了块效应,提高了地物边缘的清晰度。     

利用频谱解混叠方法实现超分辨率影像重建

基于信号处理的超分辨率影像重建技术，可以消除由影像系统引起的影像模糊和退化，同时恢复出光学权限外的频谱信息。首先简要介绍了超分辨率影像重建技术的意义和基本过程；并对影像配准与运动模型估计在超分辨率影像重建中的作用给予简要介绍；接着根据连续傅里叶变换(CFT)和离散傅里叶变换(DFT)的频谱混叠关系及CFT位移性质，推导出频谱解混叠的超分辨率影像重建模型；最后采用文献中的运动模型估计方法和本文的重建算法，对几组数据进行实验，获得了空间分辨率提高近1倍的影像。     

星载-机载混合BiSAR运动误差的分析

SAR平台的非理想移动和转动包括速度误差和姿态误差,这些误差会造成图像的散焦和分辨率的降低,给图像分类和识别带来一定的困难,从而,影响SAR图像的使用价值和应用范围。针对由混合运动平台构成的BiSAR的非理想移动和转动,建立可以同时描述速度误差与姿态误差的几何模型以及距离方程,并对距离方程进行Taylor多项式的二阶展开,总的运动误差可分解为卫星和飞机的姿态误差、飞机的轴向运动误差以及飞机的姿态误差和轴向运动误差的耦合项。仿真分析表明,卫星和飞机在小干扰情况下,SA—BiSAR运动误差主要是由卫星的姿态误差和飞机的轴向运动误差构成的,而飞机的姿态误差和轴向运动误差的耦合项是可以忽略的。     

Modeling and forecast of the polar motion excitation functions for short-term polar motion prediction

Short-term forecast of the polar motion is considered by introducing a prediction model for the excitation function that drives the polar motion dynamics. The excitation function model consists of a slowly varying trend, periodic modes with annual and several sub-annual frequencies (down to the 13.6-day fortnightly tidal period), and a transient decay function with a time constant of 1.5 days. Each periodic mode is stochastically specified using a second-order auto-regression process, allowing its frequency, phase, and amplitude to vary in time within a statistical tolerance. The model is used to time-extrapolate the excitation function series, which is then used to generate a polar motion forecast dynamically. The skills of this forecast method are evaluated by comparison to the C-04 polar motion series. Over the lead-time horizon of four months, the proposed method has performed equally well to some of the state-of-art polar motion prediction methods, none of which specifically features forecasting of the excitation function. The annual mode in the ₂ component is energetically the most dominant periodicity. The modes with longer periods, annual and semi-annual in particular, are found to contribute more significantly to forecast accuracy than those with shorter periods.     

用甚长基线干涉测量（VLBI）数据导出的板块运动参数

本文采用最近获得的ＶＬＢＩ基线变化率，解算了全球５０个ＶＬＢＩ站的站速度。通过对ＶＬＢＩ台站构造稳定性的分析，用位于板块稳定地区台站的站速度求解了欧亚（ＥＵＲＡ）、北美（ＮＯＡＭ）和太平洋（ＰＣＦＣ）三个主要板块之间的相对运动欧拉矢量，这是完全基于ＶＬＢＩ数据导出的板块运动模型，称为ＶＰ－ＭＭ１。通过ＶＰＭＭ１与地学板块运动模型的比较，分析了板块运动的稳定性，得出了几点初步结论。     

顾及像面畸变的卫星视频稳像

卫星视频每帧影像外方位元素数值存在差别,相邻帧影像间的同名点在像面位置不同,且由于每帧影像均存在几何畸变,经典的帧间的投影变换模型、仿射变换模型等视频稳像的配准模型不能精确描述帧间的同名点关系。针对该问题,本文提出顾及像面畸变的卫星视频稳像算法,基于仿真的卫星视频,验证了该算法的可行性和精度。     

Chandler摆动的双频现象用于拟合极移确定项的研究

极移中Chandler摆动出现的双频现象,一直以来为许多学者所关注。推导了基于Chandler摆动双频的极移确定项模型,并采用该模型对极移确定项进行了拟合。与仅采用单频进行确定项拟合的对比表明,利用双频能取得更理想的结果。     

高精度国际地球参考框架的研究进展

针对地球动力学等对毫米级国际地球参考框架的需求,介绍了国际地球参考框架的最新研究进展,探讨了现今顾及测站非线性运动的国际地球参考框架的局限性,并在毫米级国际地球参考框架建立的方法和技术改进方面提出了一些见解,对高精度国际地球参考框架的实现具有一定的参考价值。     

Optimising the accuracy of a low-cost photogrammetric motion study system

Generally, a low-cost image-based motion study system consists of a set of two or more video imaging cameras and a set of object space control targets. The control targets are required to provide for the computation of exterior parameters of the video frames of objects in motion. Subsequently, the computed exterior orientation parameters are used to compute the position of the motion targets. In general, the accuracy of the motion data is dependent largely on the accuracy of the 3D coordinates of the control targets, the computed camera and lens parameters and the frame rate of the camera. Obviously, it is difficult to improve the frame rate of a low-cost camera; however, the other factors may be optimised analytically. Optimising the accuracy of the control targets is a straightforward process and is discussed briefly in the paper. Optimising the computed camera and lens parameters was the main focus of the research. Consequently, the paper provides the detail of the developed optimising technique. The results show that an optimal principal distance and other lens parameters can be determined by analysing the error of a set of highly accurate object distances. The evaluation shows that the accuracy of the video motion study system can be improved by as much as six times or a reduction of scaling error from 1·06 to 1·01.     

上海VLBI站相对于欧亚板块运动的测定与讨论

利用 1 988～ 1 996年共 8年的上海天文台 VLBI站与国际 VLBI站基线长度变化的精确测定结果 ,重新估计了上海 VL BI站的形变速率 ,证实了基于不同地球参考架系统对估计的上海站的运动有明显差异 ;基于最新的 ITRF96地球参考架和 Sillard等 (1 998)欧亚板块的欧拉矢量 ,估计得到上海站的地壳垂直形变速率为 -1 .95± 1 .0 2 mm/a呈下降趋势 ,水平形变速率为 1 3.5 5± 1 .2 0 mm/a,方位 77.5°± 4.5°;估计得到乌鲁木齐 VL BI站的地壳垂直形变速率为 -6 .0 8± 2 .77mm/a呈下降趋势 ,水平形变速率为 2 1 .87± 2 .5 2 mm/a,方位 45 .5°±6 .6°;进一步分别基于 NNR-NUVEL -1 A地球板块运动模型和 Zhang等 (1 999)的欧亚板块的欧拉矢量 ,得到与上述较一致的结果     

EARTH ROTATION EQUATIONS CONTAINING BOTH NUTATION AND POLAR MOTION

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｍｏｄｅｒｎＥａｒｔｈｒｏｔａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ ,ｔｈｒｅｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｒａｍｅｓａｒｅｕｓｕａｌｌｙｕｓｅｄ ,ｉ.ｅ .,ｔｈｅｓｐａｔｉａｌ (ｉｎｅｒｔｉａｌ)ｆｒａｍｅＯξ1 ξ2 ξ3,ｔｈｅｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｆｒａｍｅＯｘ1 ｘ2 ｘ3ａｎｄｔｈｅｎｕｔａｔｉｏｎｆｒａｍｅＯｘ01 ｘ02 ｘ03.Ｔｈｅｎｕｔａｔｉｏｎｆｒａｍｅｄｅｆｉｎｅｓａｃｅｌｅｓｔｉａｌｅｐｈｅｍｅｒｉｓｐｏｌｅ .Ｔｈｅｍｏｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｃｅｌｅｓｔｉａｌｅｐｈｅｍｅｒｉｓｐｏｌｅｗ…     

前移补偿小比例尺航摄底片影象质量的评定与分析

影响小比例尺航空摄影质量及其量测性能的主要因素是像移或者软片性能,这是在 1:5 万地形图修测中选定摄影方案时应该考虑的主要问题之一。为此,本文就两种高分辨率测图软片(柯达 2412和国产双—200)与两种高感光度软片(柯达 2402和国产HV—2)所摄取的航摄底片进行了影象质量的分析和量测性能的比较,其中高分辨率软片使用了象移补偿装置,其结论是:在1:5万和1:8万摄影比例尺情况下,象移补偿装置对提高影象质量甚微,而影响影象质量的主要因素在于感光材料的微观特性。