4种无人机遥感影像快速拼接方法的试验分析

无人机遥感技术凭借其操作方便、灵活性高、分辨率高、投入成本低、现势性好等优势,已经成为获取遥感数据的重要方法之一。但不可否认的是,无人机遥感技术也存在影像量大、像幅小、无规律、拼接难的缺陷。因此,针对无人机遥感影像的拼接处理问题,本文通过试验对比了几种无人机遥感影像拼接方法,并对这几种拼接方法的精度以及应用范围进行了分析。     

一种基于拼接线和动态基准的影像拼接方法

针对无人机影像拼接处理中易产生鬼影、错位等问题,提出了一种基于拼接线和动态基准的影像拼接方法。该方法首先采用改进Duplaquet方法搜索最优拼接线,拓宽了拼接线的扩展方向;然后采用动态基准影像拼接策略,降低累积误差的影响;接着提出了最终基准影像的选择方法,并在最终基准影像坐标系下实现多幅无人机序列影像拼接。实验结果表明,该算法能够有效解决传统拼接方法中所遇到的拼接线问题,同时能够避免变换误差较大的影像对后续拼接影像的影响,获得更好的拼接结果。     

无人机原始影像快速拼接系统的设计与实现

目前无人机原始影像拼接效率不高,影响了应急指挥和应用。针对此问题,本文通过分析影像特点,提出应用改进SIFT算法和GIS组件技术实现拼接系统的方法:为消除无控制点原始影像拼接的误差累积问题,提出双向与分区拼接,旋转与缩放纠正等拼接策略,并利用GIS影像管理方法实现影像坐标连接和综合应用。实验表明,拼接方法既保证了拼接的精度,又提高了拼接的效率和实际应用价值。     

无人机航摄影像快速拼接方法改进

为提高无人机航摄影像快速拼接速度和精度,文章针对无人机影像处理特点,提出重叠区分块并行处理策略;通过对不同图像分辨率和尺度下的特征匹配情况进行分析,提出分块阈值自适应调节方法来改进SIFT算法;利用匹配点距离中误差进行粗差去除,获取最优RANSAC样本,得到更精确匹配点对。实验结果证明,改进策略既保证拼接的精度,又提高了拼接的效率。     

竖井井壁影像的无缝拼接技术研究

煤矿井筒是煤矿安全生产的咽喉部位,对确保煤矿安全生产有着重要的意义,其安全状况及病害变换趋势可由竖井井壁影像获取。本文针对井壁影像的纹理结构极大相似、影像对比度较差、亮度不足等特点,提出一种基于最小二乘法拟合速度模型的影像拼接方法。首先对影像进行裁剪、亮度增强等预处理,再根据设备及相机的运行参数拟合影像拼接模型,由模型参数建立影像拼接索引,最后分区进行拼接。实验结果表明:该方法既满足了实际需求,又提高了影像拼接在矿井巡检中的实际应用价值,取得了满意的效果。     

一种无人机影像滤波分频拼接算法

针对无人机影像拼接处理中易产生鬼影、拼接缝等问题,提出一种基于滤波分频的无人机影像拼接算法。首先利用高斯低通滤波将已配准的无人机影像对分解成高频、低频影像;然后对低频影像采用加权平滑融合算法进行拼接,基于改进的动态规划算法搜索最优拼接线完成高频影像的拼接;最后将拼接好的高频、低频影像线性合成得到最终的拼接影像。实验表明,本文提出的算法可以较好地解决无人机影像拼接过程中出现的鬼影问题,最大化地避免拼接缝的出现,而且对亮度差异明显的无人机影像对也能取得良好的拼接效果。     

基于GDAL的谷歌影像瓦片数据拼接技术研究

在缺少相关地域影像的情况下,利用谷歌海量的影像瓦片获取目标影像数据是一种有效途径。本文利用开源的GDAL库,实现了影像瓦片数据的拼接,较好地解决了影像瓦片数据拼接的问题。经过拼接后的影像和标准影像对比,拼接的影像空间参考信息准确,具有一定实用价值。为进一步研究瓦片数据的拼接使用提供了方向。     

无人机影像快速拼接改进

无人机摄影测量过程中具有相对航高较低,航行姿态不稳定,所获影像分辨率高,数量大等的特点,在影像拼接过程中涉及多张影像,其拼接误差会随拼接影像的数量增加而增大,其误差影响不容忽视。本文在对无人机影像拼接误差进行详细分析的基础上,在SIFT算法的基础上,通过确定合适的高斯核尺寸,采用分块匹配的策略,用L-M非线性最小二乘平差法在匹配过程中进行误匹配的剔除,实验结果表明,该方法对无人机影像的快速拼接效率和精度均有改进。     

基于BSIFT的无人机影像快速拼接算法

针对传统SIFT算法在无人机影像配准过程中速度较慢的问题,提出了一种改进的BSIFT影像拼接方法.针对SIFT特征点描述符计算复杂、占用存储空间过大、匹配耗时过长的缺点,使用BRIEF特征点描述符代替,利用改进方法(BSIFT)对影像进行特征点的提取与匹配,利用RANSAC算法剔除错配点并计算变换矩阵.实验结果表明:本文提出的方法提高了影像拼接速度,而且提高了拼接精度.     

面向立面大角度影像拼接的稳健匹配方法

建立了一种面向大角度立面影像拼接的可靠匹配方法.该方法首先以SIFT特征向量双向最邻近距离比(BNNDR)作为匹配测度条件得到初匹配,考虑到大角度影像特点,分别应用核线约束和视差梯度约束条件,精化得到可靠的同名特征点,最后通过多次单应性确定立面待拼接区域的同名特征点,匹配结果和拼接效果表明,该方法可保障大角度立面影像拼接同名点的可靠性与准确性.     

超分辨率重建影像Wallis匀光拼接算法

由于计算机内存的限制,遥感影像的超分辨率重建一般采用分块算法进行处理,重建后的影像由于亮度、反差分布不均匀很难实现无缝拼接。针对超分辨率重建影像无重叠、规则大小的特点,本文提出了一种改进的加权Wallis匀光算法。该方法采用一种新的影像调整顺序,并使用加权法计算匀光参数,可以减少影像调整时误差的空间传递和累积,避免过度计算造成影像信息损失。最后,采用本文方法对900幅超分辨率重建后的资源三号影像进行匀光处理。试验结果表明：该方法能够使大幅面超分辨率重建影像达到亮度、反差一致性,取得了较好的匀光效果,达到了消除拼接缝的目的。     

中国MODIS卫星影像彩色镶嵌图制作

本文介绍了大范围卫星影像彩色镶嵌图的制作流程．对于大范围卫星影像彩色镶嵌图制作的技术难点（去云、拼接、调色），文章进行了重点介绍并提出技术解决办法．利用MODIS卫星数据制作了两幅全国彩色影像镶嵌图：一幅为红波段（B1）、绿波段（B4）和蓝波段（B3）构成的真彩色合成影像：一幅为红波段（B1）．近红外波段（B2）和蓝波段（B3）构成的假彩色合成影像．两幅影像色彩精美，信息量丰富．     

基于有效区域自动判断的多幅遥感图像镶嵌方法

针对目前遥感图像镶嵌中存在的自动化程度低、接缝线去除效果差等问题,从有效区域出发对现有镶嵌技术进行改进。采用自动追踪法得到图像的有效区域,在此基础上进行多幅遥感图像镶嵌处理:在几何拼接阶段,用有效区域代替原始矩形图像参与图像拼接;在拼接缝消除阶段,用有效区域确定两幅图像的拼接线,采取整体色调调整和重叠区加权两个步骤消除接缝线;在多幅图像镶嵌时,对两幅待镶嵌图像的有效区域求并集,即是结果图像的有效区域,参与下一次的镶嵌计算。通过两组多幅遥感图像的镶嵌实验表明,该技术流程可以实现全自动的多幅图像匀光,处理后图像整体色调一致,不存在明显接缝线。     

一种ARM+DSP架构的机载影像实时拼接方法

将嵌入式系统与实时摄影测量相结合,提出了一种嵌入式系统上ARM+DSP架构的机载影像实时拼接方法。ARM+DSP架构中,由ARM负责数据接收和结果的保存与显示,DSP负责数据处理过程,通过数据缓冲和内存共享机制,实现数据接收和数据处理的并行化以及ARM与DSP数据交互的零开销。同时,使用递推的纠正方式和最邻近采样进一步加快拼接处理过程。实验验证,针对GSD为2.5m、像幅为3 027像素×５　５３０像素的Bayer影像数据,生成GSD为5m的具有地理参考的全景图,该方法能保证每秒1张的拼接速度,完全满足航摄曝光的时间间隔需求。     

一种快速的无人机影像无缝拼接方法

本文针对传统的低空无人机影像拼接处理速度慢和几何精度低的问题,提出了一种快速的无人机影像无缝拼接方法:对输入的原始影像按一定尺度进行降采样,在降采样的影像上进行SURF特征提取和匹配,利用RANSAC方法估计初始的相对单应矩阵,然后用Levenberg-Marquardt方法精化单应矩阵,计算出初始的绝对单应矩阵后利用稀疏光束法平差估计出精确的单应矩阵,通过降采样影像与原始影像的单应关系传递单应矩阵到原始影像级,最后进行影像合成,形成整体拼接图。实验结果表明该方法可以有效地提高拼接速度,解决拼接错位问题。     

正射影像镶嵌线自动搜索的视差图算法

提出了一种基于正射影像视差图的区域级镶嵌线搜索算法。首先利用半全局约束立体匹配算法(semi-global matching,SGM)分别计算立体像对的左右视差图,并通过自适应阈值化去除细小的噪声区域,再经数学形态学方法进一步削弱噪声影响和填补小的漏洞区域,得到了较为精细的房屋等非地面区域的分割结果,从而分离出地面与非地面区域;然后采用改进的贪婪蛇搜索算法进行镶嵌线搜索,以提高算法的稳健性。试验表明,本文算法能很好地避开房屋等明显突出地表的实体,得到不穿越非地面区域的最优路径。     

利用摄像机构建数码城市模型

介绍了将多张数码影像镶嵌拼接成“虚拟单像”的方法,解决了摄像机数码影像分辨率不高的问题,实现了城市建筑物、主要装饰物和地面景物的三维模型重建,对已有地形图而无合适航空影像的地区构成了数码城市模型,取得了有益的实验结果。     

利用基准色调的大范围卫星影像色彩一致性处理算法

由于季节、光照、大气条件等的不同,大范围卫星影像间色调差异较大,镶嵌后影像接边处存在明显"拼接缝"。针对此问题本文提出了一种卫星影像色彩一致性算法,以覆盖测区、色彩一致性较好的低分辨率卫星影像为基准色调底图,对测区内源影像进行自动的色彩校正。选取大范围、时相差异较大的高分一号卫星影像进行试验,经本文算法处理,影像镶嵌后整体视觉效果较好,接边处色彩过渡平滑,影像重叠区域各项统计指标良好,验证了该算法的有效性和可靠性。     

大重叠度无人机遥感影像的三维建模方法研究

探讨了无人机遥感系统获取的遥感影像的三维建模方法 ,应用相对定向直接进行无人机遥感影像相对定向 ,并通过实验分析了相邻影像间重叠度对相对定向精度的影响。基于高重叠度的无人机遥感影像 ,为提高同名点识别的精度 ,提出了多幅影像核线约束方法。实验证明本文是利用无人机遥感影像特点实现三维建模的有意义的尝试