面阵CCD数字航测相机影像几何拼接误差模型与分析

分析了多镜头、多面阵CCD航空影像的几何特点;构建了利用多个面阵CCD影像合成大像幅、中心投影数字航空影像的误差模型;详细分析了影像拼接误差对成图精度的影响;同时,从理论上推导出建立多面阵CCD数字航空测量相机系统所涉及的若干关键技术指标,并通过模拟数据验证了理论分析的正确性.     

三线阵CCD影像测图系统的建立

本文着重介绍了三线阵CCD影像摄影测量处理过程中，数字测图系统的构成及主要模块的功能，并利用航空校飞所获取的影像数据和厕幅式航天影像模拟三线阵CCD影像数据对软件系统进行了测试。     

地形因素对航空面阵CCD影像的影响分析与评价

地形因素,包括地面起伏和地球曲率,是造成航空数字遥感影像变形的主要原因之一.本文以中国科学院遥感所自行研发的多模态航空CCD相机系统为对象,结合其成像模式和几何形态,分析了地形因素给影像带来的变形,推导出航空面阵CCD影像变形的一般公式,并通过概算进行了定量评价,得出了对于航空面阵CCD影像,要想得到高精度的几何处理,必须改正地球曲率影响的结论.     

顾及子影像拼接参数的自检校模型

针对利用多个面阵CCD组合形成较大像幅的大面阵数字航摄相机,提出将子影像拼接参数引入到共线方程中,形成顾及子影像拼接误差的自检校成像模型,并给出利用该模型进行光束法区域网自检校空三数据平差处理,整体得到稳定可靠的子影像拼接参数估值解的算法流程。对一款国产数字航摄大面阵复合相机进行了子影像几何拼接定位试验,效果良好。     

多幅面数字航摄仪外视场拼接倾角对图像变形的影响

研究多面阵数字航摄仪的影像拼接技术,对于航空影像采集实现高效快速的数字化生产具有重要意义。本文详细研究了多面阵数字航摄仪相机外视场拼接过程中,相机倾斜角度对拍摄图像变形的影响。推导并计算出了双拼、四拼相机、常规相机中相机倾角导致的任意CCD单元的GSD变化倍率。     

基于三线阵CCD影像的DEM自动生成技术

三线阵CCD相机是目前传输型航天摄影测量中的主要传感器之一。本文首先从影像匹配入手，提出了基于准正射影像、结合“断面引导逼近”原理进行三线阵CCD影像DEM（数字高程模型）自动生成的新思路，并通过实验验证了该思路的正确性和可行性。     

单镜头多面阵CCD相机影像拼接算法

根据内视场拼接相机的构像原理,提出了一种单镜头多面阵CCD相机影像拼接处理的基本流程和方法。该方法涵盖了成像过程的影响,包括子影像相对位置自动确定、等效焦面影像拼合、数字像差检测和无畸变中心投影影像生成等技术环节。特别是建立了内视场拼接型数字航测相机几何特性描述模型,在包含了传统航测相机像差所顾及的焦距、主点坐标和物镜光学畸变等要素的基础上,扩展考虑了多面阵CCD不平行性误差和安装误差两项影响。试验结果表明,影像量测精度从1.5像元提高到0.3像元,系统误差降低了78%,验证了相关技术方法的有效性。     

大面阵CCD影像多通道不一致性消除算法

大面阵CCD多通道影像转移过程中,由于通道硬件的偏置和增益的不一致,将造成各通道影像的亮度和反差的微小差异,以致重建后的大面阵CCD影像出现条带效应。提出基于随机序列分析的模拟运动影像拼接算法,并将这种方法与基于影像直方图均衡化和影像直方图规定化的影像拼接算法进行比较。实验证明,基于随机序列分析的模拟运动影像拼接算法不仅能保持拼接后的影像整体一致性,而且能较好的消除拼接缝。该算法已经应用于我国第一台大面阵彩色CCD数字航测相机的影像预处理。     

由小面阵CCD组合构成宽角航空相机

本文研究由多台小面阵CCD相机构建组合式宽角航空相机的新方法———包括由3台或4台相机组合构建的多相机系统结构,由其分离的各影像转换成等效大影像的数学表达;利用室外和室内近景相机检校场对组合相机系统进行高精度检校的内容、解算方法和检校结果;最后给出了以3相机组合系统装备无人驾驶飞行器(UAV II)进行低空摄影的影像成果。     

卫星摄影测量LMCCD相机的建议

建议在平行排列的三线阵CCD相机的正视阵列上下端两侧各附加一个128×128像元小面阵CCD,构成线阵、面阵混合配置的相机.卫星推扫摄影时,每经历(ftanα/10)/pixel时间(取样周期),附带记录小面阵影像.采用"等效框幅"(equivalence frame Dhoto并简写为EFP)[1]光束法平差,应用三线阵CCD影像及小面阵影像,实现了单航线四控点(航线首末端四角隅各一个控制点)空中三角测量,取得与相同参数的框幅像片平差相当的结果.而且平差精度受卫星飞行姿态变化率影响甚微.采用与MOMS-02/D2相类似的参数进行数值模拟计算,给出了B≥2航线空中三角测量精度统计,说明了LMCCD相机影像空中三角测量的效能.以上f=正视相机主距,α=前视光线、后视光线与正视光线的夹角,B=正视影像投影中心与前、后视影像投影中心距离.     

机载三线阵传感器影像区域网联合平差

机载三线阵扫描传感器飞行过程能够同步记录影像数据和POS数据。由于系统误差的存在,POS直接对地定位的精度还不能满足测制大比例尺地图的需要,因此,空中三角测量仍然是必须的。本文简述三线阵扫描传感器立体成像原理;在引入POS集成的传感器空间定位模型的基础上,建立机载三线阵传感器区域网联合平差的数学模型。平差试验结果表明,无论什么情况,区域网联合平差对提高机载三线阵传感器影像的定位精度都是必要的。     

基于时空统计的CCD瑕疵检测校正新方法

从分析CCD像元的光电响应特征入手,分析了不同瑕疵点的响应特征,并对CCD瑕疵进行分类。通过对大量不同场景下的影像进行时空统计分析,提出了根据图像统计异常信息识别瑕疵点的新算法。根据识别的结果标记瑕疵点的位置和类型,根据瑕疵类型对CCD影像进行校正处理。实验结果表明,该算法能够在没有实验室标定的情况下有效地对CCD瑕疵进行自动检测和校正。     

一种非共线TDI CCD成像数据内视场拼接方法

星载非共线TDI CCD成像数据的高质量内视场拼接是保证影像后续处理和应用的基础。本文提出了一种非共线TDI CCD成像数据内视场拼接方法,该方法基于物方投影面和相机的传感器几何模型,建立了从拼接影像像点到原始影像像点的坐标转换关系,进而采用间接法影像纠正的方式对原始影像进行重采样生成拼接影像。本文在描述非共线TDI CCD严格成像几何模型之后,详细叙述了方法的基本原理、潜在的误差来源以及方法的实现流程,并通过ZY-1 02C卫星的高分辨率（HR）相机成像数据进行了试验验证,对拼接精度的分析与评价证明了方法的可行性。     

亚m级卫星TDI CCD立体测绘相机成像仿真

以三角网和贴面纹理影像为精细地面模型的数据构成,以亚m级TDI CCD(time delay and iintegration charge coupled devices)立体测绘相机为仿真对象进行成像仿真。通过建立每个像元的"视线目标索引"判断目标对相机和太阳的可见视性,进而生成阴影。将TDI CCD焦平面细分成很多子CCD,同时将积分时间细分,计算"连续焦面辐照度影像"并实现静态MTF仿真,然后得到"时间平均静态影像"。实现了多级积分条件下的霰粒噪声仿真和TDI CCD多级动态积分成像的仿真。推导了相机安装角和光学节点从平台坐标系到物方坐标系的转换公式,结合姿态参数和CCD畸变参数,实现了任意侧摆角度和相机安装角度的成像仿真。     

CCD摄像机面阵几何检校的自动化方法

利用CCD 摄像机实现目标点的高精度定位和量测是计算机机器视觉和实时摄影测量系统的基本手段。而CCD 摄像机获取的目标影像在传输的过程中受到几何精度的限制。所以,目标影像从CCD 传感器到存储器的高精度的辐射和几何传输是CCD 摄像机检校的基本问题。作者在一新研制的解析测图仪上,设计了一套CCD 摄像机自动检校的软件系统。本文对该软件系统进行了介绍,并通过检校试验,证明了其可靠性和实用性。     

数字天顶摄像仪中CCD星象亚像素定位的改进二维矩方法

在利用数字天顶摄像仪通过天文测量确定天文垂线偏差的工作中,要求对CCD数字图像中星象中心进行亚像素定位。本文利用MATLAB实现对FITS格式CCD天文图像的正常读取,并与FV读取结果比较分析。在已有亚像素定位的修正矩方法基础上,提出一种利用迭代法寻求合适门限对二维修正矩方法进行改善。利用MATLAB实现对实测图像数据的处理与分析,探讨门限的取值对不同星等恒星定位精度的影响,给出门限的最佳取值。通过与已有修正矩算法处理结果比较分析,在以往修正矩方法计算基础上改进计算区域后再用迭代法计算,暗星定位精度有了很大提高。     

HIGH PRECISION CCD CALIBRATION AND ITS APPLICATIONS

With the help of CCD images,the realization of high precision po-sitioning and measurement has become the basic standard for machine vision andreal time photogrammetry systems.However,deformation and other sorts ofdegradation occurring during transmission are major limiting factors of the preci-sion attainable with most current CCD cameras and frame grabbers.So a preciseradiometric and geometric transmission of images from CCD sensor to memory is afundamental aspect of CCD camera calibration.The geometric calibration system,which uses some image processing algorithms of the CCD camera based on the re-searched and developed system is discussed.The reliability and validity are alsodiscussed.The experimental results for the calibration of the CCD array will betaken as an important quality index for CCD evaluation.     

HIGH PRECISION CCD CALIBRATION AND ITS APPLICATIONS

ABSTRACT

With the help of CCD images, the realization of high precision positioning and measurement has become the basic standard for machine vision and real time photogrammetry systems. However, deformation and other sorts of degradation occurring during transmission are major limiting factors of the precision attainable with most current CCD cameras and frame grabbers. So a precise radiometric and geometric transmission of images from CCD sensor to memory is a fundamental aspect of CCD camera calibration. The geometric calibration system, which uses some image processing algorithms of the CCD camera based on the researched and developed system is discussed. The reliability and validity are also discussed. The experimental results for the calibration of the CCD array will be taken as an important quality index for CCD evaluation.     

HJ-1卫星CCD图像信噪比评估

采用基于边缘块剔除的局部方差法对我国HJ-1环境卫星CCD图像的信噪比进行了评估,选取满足噪声评估环境的图像,分析了HJ-1/CCD影像各个波段的信噪比特征。结果表明,HJ-1/CCD影像第3波段信噪比最高,第4波段相对较低;与美国Landsat/TM图像相比,HJ-1/CCD图像信噪比整体上更高。