專利名稱：：基于分段仿射變換的星載三片非共線tdiccd影像拼接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于測(cè)繪科學(xué)與
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種基于分段仿射變換的星載三片非共線TDIC⑶影像拼接方法。
背景技術(shù)：
：對(duì)于星載高分辨率光學(xué)相機(jī)而言，為了解決由相對(duì)孔徑減小和成像曝光時(shí)間變短等因素所引起的光學(xué)系統(tǒng)像面光譜能量不足的問題，采用延時(shí)積分電荷耦合元件(TDI(XD)作為成像傳感器是目前一種主要的技術(shù)途徑。TDIC⑶是利用電荷延時(shí)積分原理成像的新型光電成像器件，與普通的單積分線陣C⑶相比，能以多重延時(shí)積分成像的方式對(duì)地物多次曝光，成倍提升系統(tǒng)收集能量的能力，從而在低照度條件下獲得高靈敏度、高輸出速率、高空間分辨率、大的動(dòng)態(tài)范圍和相對(duì)較高的信噪比。受單片TDICCD像元個(gè)數(shù)的限制，星載高分辨率光學(xué)相機(jī)通常以多片TDICCD視場(chǎng)拼接的方式獲取較大的成像視場(chǎng)。由于每片TDIC⑶在物理結(jié)構(gòu)上是一個(gè)小面陣，加上受外殼包裝等限制，多片TDIC⑶無法在焦面上按照一條直線進(jìn)行物理排列，而通常采用三片品字形或多片上下交錯(cuò)形的非共線設(shè)計(jì)，其典型特征可以描述為將多片TDICCD在焦面上排成兩列，與相機(jī)的整機(jī)推掃方向垂直；第二列填充由第一列形成的間隙，同一列TDIC⑶的首尾像元分別對(duì)齊，相鄰兩片TDICXD有一定的像元重疊。非共線TDIC⑶已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外高分辨率光學(xué)衛(wèi)星影像獲取的主要傳感器，IKONOS,QuickBird,Geoeye-I,WorldviewII,ALOS,OrbView-3,Formosat-2等國(guó)外高分辨率商業(yè)衛(wèi)星和我國(guó)遙感二號(hào)、資源一號(hào)02B衛(wèi)星以及未來即將發(fā)射的多顆高分辨率衛(wèi)星都采用了非共線TDICXD相機(jī)作為成像載荷。與普通的單線陣CXD相比，非共線TDICXD特殊的物理結(jié)構(gòu)和成像方式給高分辨率衛(wèi)星影像高精度和高質(zhì)量的幾何處理帶來了新的問題。多片TDIC⑶寬視場(chǎng)成像所獲取的原始數(shù)據(jù)是按照每片TDICCD成像單獨(dú)記錄的，受傳感器的視場(chǎng)擺放位置、地形起伏、行積分時(shí)間變化等因素的影響，無法直接形成一個(gè)完整的掃描景影像。需要在影像預(yù)處理環(huán)節(jié)對(duì)非共線TDICXD成像數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)視場(chǎng)拼接處理以形成空間上連續(xù)無縫的完整掃描景，滿足后續(xù)影像產(chǎn)品的生產(chǎn)和制作要求?？傮w看來，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì)星載非共線TDICCD成像數(shù)據(jù)內(nèi)視場(chǎng)拼接理論和算法的介紹很少。目前主要的技術(shù)途徑是由連接點(diǎn)統(tǒng)計(jì)相鄰影像的水平和垂直偏移量，然后進(jìn)行片間平移拼接。IKONOS和Quickbird等國(guó)外高分辨率商業(yè)衛(wèi)星的光學(xué)相機(jī)大多采用多片交錯(cuò)形焦面設(shè)計(jì)，相鄰TDICXD對(duì)同一地物的成像時(shí)間延遲很短，使得地形起伏和行積分時(shí)間變化等因素對(duì)非共線TDICCD成像的影響幾乎可以忽略不計(jì)，只需要簡(jiǎn)單的片間平移即可滿足子像素級(jí)的拼接精度(K.Jacobsen.CalibrationofOpticalSatelliteSensors[C].InternationalCalibrationandOrientationWorkshopEuroCOW2006.Casteldefels，2006，6S.，CD.；K.Jacobsen,2008.Satelliteimageorientation[C].InternationalArchivesofPhotogrammetry,RemoteSensingandSpatialInformationSciences，Vol.XXXVII，PartBl(WGI/5):703_709;)。對(duì)于釆用三片品字形焦面設(shè)計(jì)的星載非共線TDICCD相機(jī)，成像受地形起伏和行積分時(shí)間變化等因素的影響較為明顯，使得拼接處理的情況要相對(duì)復(fù)雜。岳慶興等(岳慶興，周強(qiáng)，張春玲，尤淑撐，賈永紅，邱振戈.CBERS-02B星全色影像的平差方法[J].國(guó)土資源遙感，2009，79(1)60-63.)指出CBERS-02B衛(wèi)星HR相機(jī)的兩側(cè)TDICCD與中間TDICCD成像數(shù)據(jù)間存在拼接錯(cuò)位問題，但沒有對(duì)此展開研究；李世威等(李世威，劉團(tuán)結(jié)，王宏琦.基于圖像匹配的CBERS-02B衛(wèi)星HR相機(jī)圖像拼接方法.遙感技術(shù)與應(yīng)用.2009，24(3):374_378.)提出了基于圖像匹配的資源一號(hào)02B衛(wèi)星高分辨率(HR)相機(jī)影像拼接方法，其本質(zhì)也是基于大量連接點(diǎn)統(tǒng)計(jì)相鄰影像間的水平和垂直偏移量，然后對(duì)多片影像進(jìn)行兩兩平移拼接。但是，傳統(tǒng)的平移拼接方法無法顧及景內(nèi)可能存在的行積分時(shí)間跳變，且拼接處理只能在相鄰兩片TDIC⑶成像數(shù)據(jù)間依次進(jìn)行。因此，亟需深入開展非共線TDIC⑶成像數(shù)據(jù)的內(nèi)視場(chǎng)拼接理論和技術(shù)的研究，并針對(duì)目前較為典型的三片品字形設(shè)計(jì)情況，不斷提出對(duì)原始成像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接預(yù)處理即虛擬拼接景生成的新方法、新思路，以改善拼接處理的可靠性、效率和精度，這對(duì)于保證衛(wèi)星影像產(chǎn)品的輻射質(zhì)量和幾何質(zhì)量等具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題是實(shí)現(xiàn)一種基于分段仿射變換的星載三片非共線TDICCD影像拼接方法，該方法可完成對(duì)三片非共線TDICCD成像數(shù)據(jù)的高效內(nèi)視場(chǎng)拼接，以形成空間上連續(xù)無縫的完整虛擬掃描景。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是對(duì)于星載三片非共線TDICXD成像數(shù)據(jù)的內(nèi)視場(chǎng)拼接問題，將拼接后的虛擬掃描景看成是由焦面上首尾相連的三片虛擬CCD線陣獲取得到的，其中兩側(cè)虛擬CCD線陣的位置與真實(shí)的兩側(cè)TDICCD保持一致，中間虛擬CCD線陣則填充兩側(cè)虛擬CCD線陣的間隙；根據(jù)行積分時(shí)間的變化情況，利用片間連接點(diǎn)構(gòu)建中間虛擬CCD影像與中間TDICCD影像的分段仿射變換關(guān)系，然后遵循這種“兩邊參考、中間變換”的影像重采樣原則，對(duì)三片非共線TDICXD成像數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)視場(chǎng)拼接以形成空間上連續(xù)無縫的完整掃描景。該技術(shù)方案包括以下步驟—、確定虛擬拼接景的行數(shù)和列數(shù)令星載三片非共線TDICXD影像的左片TDICXDl、中片TDI(XD2和右片TDI(XD3的長(zhǎng)度即像元個(gè)數(shù)分別為S1,S2和S3,由三片非共線TDICXD獲取的原始影像的掃描行數(shù)為L(zhǎng)，列數(shù)為S，其中S=S1+S2+S3；令虛擬拼接景的掃描行數(shù)為L(zhǎng)v，列數(shù)為Sv，則有Lv=L(1)Sv=S-O12-O23式中，O12CCDl和TDICCD2重疊像元設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)，其中0<O12<min(S1,S2)；O23為TDICCD2和TDICCD3重疊像元設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)，其中0<O23<min(S2,S3)；當(dāng)S1≤S2，min(S1,S2)=S1；否則，min(S1,S2)=S2；當(dāng)S2≤S3,min(S2,S3)=S2；否則，min(S2,S3)=S3；二、提取每相鄰兩片TDICXD影像的連接點(diǎn)；三、將虛擬拼接景看作是由焦面上首尾相連的三片虛擬CXD線陣即(XD1、(XD2和(XD3所獲取，其中，(XD1、(XD3保持TDI(XD1、TDI(XD3原有擺放位置不變，(XD2則填充CXDl和(XD3的空隙；按照下列步驟建立TDI(XD2影像與虛擬(XD2影像間的分段仿射變換關(guān)系1)根據(jù)影像輔助數(shù)據(jù)判斷景內(nèi)是否存在行積分時(shí)間跳變，如果存在，找到行積分時(shí)間發(fā)生跳變的掃描行位置Ti,其中0<Ti<L，i=1,2,…，n，n表示行積分時(shí)間跳變次數(shù)；2)將TDI(XD2影像分為N段，N=n+1；每段影像的起始掃描行號(hào)和終止掃描行號(hào)分別為L(zhǎng)si和Lei,有Lsi=O(i=1)Lei=TiLsi=Ti-I(i=2，—,N-1)Lei=TiLsi=Ti-I(i=N)(2)Lei=L3)利用TDI(XD2影像與TDICXDl影像和TDI(XD3影像的連接點(diǎn)約束條件，計(jì)算虛擬(XD2影像到TDI(XD2影像的分段仿射變換系數(shù)令提取的每對(duì)連接點(diǎn)在原始影像坐標(biāo)系xoy中的像點(diǎn)坐標(biāo)為(X，y)和(x',y')，且(χ'，y')對(duì)應(yīng)于TDI(XD2影像上的點(diǎn)，(X，y)對(duì)應(yīng)于TDICCDl或TDICCD3影像上的點(diǎn)，根據(jù)公式(3)，計(jì)算(x,y)在虛擬拼接景坐標(biāo)系sol中的坐標(biāo)為(s，1)s=x(x^S1)(3)1=ys=X-O12-O23(χ>S^S2)1=y4)基于(s，1)與(χ'，y')的同名點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于公式⑷列誤差方程式最小二乘平差解算(XD2影像到TDI(XD2影像的分段仿射變換系數(shù)aQi，au,a2i,b0i,bn，b2i(i=1,2—N)；χ'=a0i+auXs+a2iX1(4)y'=boi+b^Xs+b^Xl四、對(duì)原始影像進(jìn)行重采樣，生成虛擬拼接掃描景1.確定虛擬拼接景上三片虛擬CXD影像的拼接線位置令col_S對(duì)應(yīng)(XD2影像在虛擬拼接景上的起始列號(hào)，col_e對(duì)應(yīng)(XD2影像在虛擬拼接景上的終止列號(hào)，其中，col_s=S1,col_e=Sv-S3；2.對(duì)于虛擬拼接景上的任意像點(diǎn)(S，1)，按公式(5)計(jì)算其在原始影像上的像點(diǎn)坐標(biāo)(X'，ι')，根據(jù)像點(diǎn)坐標(biāo)(X'，y')經(jīng)重采樣得到像點(diǎn)的灰度值。當(dāng)s≤cols時(shí),<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>當(dāng)cd_S≤e時(shí),<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>當(dāng)s>cole時(shí)，，，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>本發(fā)明將拼接后的虛擬掃描景看作是由焦面上首尾相連的三片虛擬CCD線陣所獲取，其中，兩側(cè)虛擬CCD線陣的位置與真實(shí)的兩側(cè)TDICCD保持一致，中間虛擬CCD線陣則填充兩側(cè)虛擬CCD線陣的間隙；根據(jù)行積分時(shí)間的變化情況，基于片間連接點(diǎn)構(gòu)建中間虛擬CCD成像數(shù)據(jù)與中間TDICCD成像數(shù)據(jù)之間的分段仿射變換關(guān)系，然后遵循這種“兩邊參考、中間變換”的影像重采樣原則，實(shí)現(xiàn)三片非共線TDICCD成像數(shù)據(jù)的高效內(nèi)視場(chǎng)拼接，以形成空間上連續(xù)無縫的完整虛擬掃描景。圖1是三片非共線TDICXD成像原理的示意圖(a)相機(jī)焦面結(jié)構(gòu)；(b)推掃成像模式；(c)原始影像坐標(biāo)系；圖2給出了虛擬拼接景物理含義的示意圖；圖3給出了拼接原理的示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，三片TDIC⑶按品字形偏場(chǎng)排列于相機(jī)焦平面(圖1(a))，沿衛(wèi)星軌道推掃成像時(shí)三片TDIC⑶共享一套軌道姿態(tài)參數(shù)(圖1(b))，M為三片TDIC⑶成像數(shù)據(jù)按時(shí)間(行計(jì)數(shù))對(duì)齊后的原始影像(圖1(C))。例如，pi和p2為TDICXDl影像和TDICCD2影像間的一對(duì)同名點(diǎn)，點(diǎn)P為其對(duì)應(yīng)的物點(diǎn)。概括起來，基于分段仿射變換的星載三片非共線TDICXD影像拼接方法，其實(shí)施過程可以分為四個(gè)階段第一階段確定虛擬拼接景的行數(shù)和列數(shù)令星載三片非共線TDI(XD影像的左片TDI(XDl、中片TDI(XD2和右片TDI(XD3的長(zhǎng)度即像元個(gè)數(shù)分別為S1;s2和S3,由三片非共線TDIC⑶獲取的原始影像的掃描行數(shù)為L(zhǎng)，列數(shù)為S，其中S=S1+S2+S3；令虛擬拼接景的掃描行數(shù)為L(zhǎng)v，列數(shù)為Sv，則有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>式中，O12CCDl和TDICCD2重疊像元設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)，其中0<O12<min(S1,S2)；O23為TDICCD2和TDICCD3重疊像元設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)，其中0<O23<min(S2,S3)；當(dāng)S1≤S2，min(S1,S2)=S1；否則，min(S1,S2)=S2；當(dāng)S2≤S3,min(S2,S3)=S2；否則，min(S2,S3)=S3；第二階段提取相鄰TDICXD影像的連接點(diǎn)通過現(xiàn)有技術(shù)中的目視判讀或影像自動(dòng)匹配技術(shù)提取每相鄰兩片TDICXD影像的連接點(diǎn)。第三階段建立虛擬(XD2影像與TDI(XD2影像的分段仿射變換關(guān)系原始影像由相機(jī)焦平面上三片品字形排列的TDICXD(如圖2(a))所獲取，若對(duì)TDI(XD2影像進(jìn)行像面變換，使之與兩側(cè)TDICCD影像無縫拼接，那么根據(jù)中心投影幾何關(guān)系，所構(gòu)成的虛擬拼接景可以看作是由焦面上三片首尾相連的虛擬CCD線陣即CCD1、CCD2和(XD3所獲取，如圖2(b)所示，CXDl、(XD3保持TDICXDl、TDI(XD3原有位置不變，(XD2填充CXDl和(XD3的空隙。于是，按照下列步驟建立虛擬(XD2影像到TDI(XD2影像的分段仿射變換關(guān)系1.根據(jù)影像輔助數(shù)據(jù)判斷景內(nèi)是否存在行積分時(shí)間跳變，如果存在，找到行積分時(shí)間發(fā)生跳變的掃描行位置Ti,其中0<Ti<L，i=1,2,…，n，n表示行積分時(shí)間跳變次數(shù)；2.將TDI(XD2影像分為N段，N=n+1；每段影像的起始掃描行號(hào)和終止掃描行號(hào)分別為L(zhǎng)si和Lei,有Lsi=0(i=1)Lei=TiLsi=Ti-I(i=2，—,N-1)Lei=TiLsi=Ti-I(i=N)(2)Lei=L3.利用TDI(XD2影像與TDICXDl影像、TDI(XD3影像的連接點(diǎn)約束條件，計(jì)算虛擬CCD2影像到TDICCD2影像的分段仿射變換系數(shù)如圖3(a)所示，令提取的每對(duì)連接點(diǎn)在原始影像坐標(biāo)系xoy中的像點(diǎn)坐標(biāo)為(x，y)和(χ',ι')，且(χ'，y')對(duì)應(yīng)于TDICCD2影像上的點(diǎn)，(x,y)對(duì)應(yīng)于TDICCDl或TDICCD3影像上的點(diǎn)；如圖3(b)，令虛擬拼接景影像坐標(biāo)系為sol，則按照公式(3)計(jì)算(X，y)在虛擬拼接景上對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)(s，1)s=x(x≤S1)(3)1=ys=X-O12-O23(χ>S+S2)1=y4.基于(s，1)與(χ'，y')的同名點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于公式(4)列誤差方程式最小二乘平差解算(XD2影像到TDI(XD2影像的分段仿射變換系數(shù)aQi，au,a2i,b0i,bn，b2i(i=1,2—N)；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(4)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>第四階段對(duì)原始影像進(jìn)行重采樣，生成虛擬拼接掃描景。1.確定虛擬拼接景上三片虛擬CXD影像的拼接線位置，如圖3(b)所示令col_s對(duì)應(yīng)(XD2影像在虛擬拼接景上的起始列號(hào)，col_e對(duì)應(yīng)(XD2影像在虛擬拼接景上的終止列號(hào)，為了最大程度地保留TDICXDl影像和TDI(XD3影像，這里，col_s=S1,col_e=Sv-S3；2.對(duì)于虛擬拼接景上的任意像點(diǎn)(S，1)，按公式(5)計(jì)算其在原始影像上的像點(diǎn)坐標(biāo)(X'，y')，經(jīng)重采樣得到像點(diǎn)的灰度值。當(dāng)s≤cols時(shí)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>當(dāng)col_s<s(col—e時(shí)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>當(dāng)s>cole時(shí)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>權(quán)利要求基于分段仿射變換的星載三片非共線TDICCD影像拼接方法，包括以下步驟一、確定虛擬拼接景的行數(shù)和列數(shù)令星載三片非共線TDICCD影像的左片TDICCD1、中片TDICCD2和右片TDICCD3的長(zhǎng)度即像元個(gè)數(shù)分別為S1，S2和S3，由三片非共線TDICCD獲取的原始影像的掃描行數(shù)為L(zhǎng)，列數(shù)為S，其中S＝S1+S2+S3；令虛擬拼接景的掃描行數(shù)為L(zhǎng)v，列數(shù)為Sv，則有Lv＝LSv＝S-O12-O23(1)式中，O12為TDICCD1和TDICCD2重疊像元設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)，其中0＜O12＜min(S1，S2)；O23為TDICCD2和TDICCD3重疊像元設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)，其中0＜O23＜min(S2，S3)；當(dāng)S1≤S2，min(S1，S2)＝S1；否則，min(S1，S2)＝S2；當(dāng)S2≤S3，min(S2，S3)＝S2；否則，min(S2，S3)＝S3；二、提取每相鄰兩片TDICCD影像的連接點(diǎn)；三、將虛擬拼接景看作是由焦面上首尾相連的三片虛擬CCD線陣即CCD1、CCD2和CCD3所獲取，其中，CCD1、CCD3保持TDICCD1、TDICCD3原有擺放位置不變，CCD2則填充CCD1和CCD3的空隙；按照下列步驟建立TDICCD2影像與虛擬CCD2影像間的分段仿射變換關(guān)系1)根據(jù)影像輔助數(shù)據(jù)判斷景內(nèi)是否存在行積分時(shí)間跳變，如果存在，找到行積分時(shí)間發(fā)生跳變的掃描行位置Ti，其中0＜Ti＜L，i＝1，2，...，n，n表示行積分時(shí)間跳變次數(shù)；2)將TDICCD2影像分為N段，N＝n+1；每段影像的起始掃描行號(hào)和終止掃描行號(hào)分別為L(zhǎng)si和Lei，有<mrow><mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>Ls</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Le</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>T</mi><mi>i</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>Ls</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>T</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Le</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>T</mi><mi>i</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>2</mn><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><mi>N</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>Ls</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>T</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Le</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mi>L</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mi>N</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>3)利用TDICCD2影像與TDICCD1影像和TDICCD3影像的連接點(diǎn)約束條件，計(jì)算虛擬CCD2影像到TDICCD2影像的分段仿射變換系數(shù)令提取的每對(duì)連接點(diǎn)在原始影像坐標(biāo)系xoy中的像點(diǎn)坐標(biāo)為(x，y)和(x′，y′)，且(x′，y′)對(duì)應(yīng)于TDICCD2影像上的點(diǎn)，(x，y)對(duì)應(yīng)于TDICCD1或TDICCD3影像上的點(diǎn)，根據(jù)公式(3)，計(jì)算(x，y)在虛擬拼接景坐標(biāo)系sol中的坐標(biāo)為(s，l)<mrow><mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><mi>s</mi><mo>=</mo><mi>x</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>l</mi><mo>=</mo><mi>y</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>&le;</mo><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><mi>s</mi><mo>=</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><msub><mi>O</mi><mn>12</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>O</mi><mn>23</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>l</mi><mo>=</mo><mi>y</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>></mo><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>4)基于(s，l)與(x′，y′)的同名點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于公式(4)列誤差方程式最小二乘平差解算CCD2影像到TDICCD2影像的分段仿射變換系數(shù)a0i，a1i，a2i，b0i，b1i，b2i(i＝1，2...N)；x′＝a0i+a1i×s+a2i×l(4)y′＝b0i+b1i×s+b2i×l四、對(duì)原始影像進(jìn)行重采樣，生成虛擬拼接掃描景1)確定虛擬拼接景上三片虛擬CCD影像的拼接線位置令col_s對(duì)應(yīng)CCD2影像在虛擬拼接景上的起始列號(hào)，col_e對(duì)應(yīng)CCD2影像在虛擬拼接景上的終止列號(hào)，其中，col_s＝S1，col_e＝Sv-S3；2)對(duì)于虛擬拼接景上的任意像點(diǎn)(s，l)，按公式(5)計(jì)算其在原始影像上的像點(diǎn)坐標(biāo)(x′，y′)；當(dāng)s≤col_s時(shí)，<mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><mi>s</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>y</mi><mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><mi>l</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced>當(dāng)col_s＜s≤col_e時(shí)，<mrow><mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mn>0</mn><mi>i</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mn>1</mn><mi>i</mi></mrow></msub><mo>&times;</mo><mi>s</mi><mo>+</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mn>2</mn><mi>i</mi></mrow></msub><mo>&times;</mo><mi>l</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>y</mi><mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><msub><mi>b</mi><mrow><mn>0</mn><mi>i</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>b</mi><mrow><mn>1</mn><mi>i</mi></mrow></msub><mo>&times;</mo><mi>s</mi><mo>+</mo><msub><mi>b</mi><mrow><mn>2</mn><mi>i</mi></mrow></msub><mo>&times;</mo><mi>l</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1,2</mn><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><mi>N</mi><mo>;</mo><msub><mi>Ls</mi><mi>i</mi></msub><mo>&le;</mo><mi>l</mi><mo>&lt;</mo><msub><mi>Le</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>5</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>當(dāng)s＞col_e時(shí)，<mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><mi>s</mi><mo>+</mo><msub><mi>O</mi><mn>12</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>O</mi><mn>23</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>y</mi><mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><mi>l</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced>根據(jù)像點(diǎn)坐標(biāo)(x′，y′)經(jīng)重采樣得到像點(diǎn)的灰度值。全文摘要本發(fā)明涉及一種基于分段仿射變換的星載三片TDICCD影像拼接方法，將拼接后的虛擬掃描景看作是由焦面上首尾相連的三片虛擬CCD線陣所獲取，其中，兩側(cè)的虛擬CCD與真實(shí)的TDICCD保持一致，中間虛擬CCD線陣則填充兩側(cè)虛擬CCD線陣的間隙，遵循“兩邊參考、中間變換”的原則，根據(jù)片間連接點(diǎn)建立TDICCD成像數(shù)據(jù)與虛擬CCD成像數(shù)據(jù)的像面變換模型，經(jīng)影像重采樣輸出虛擬拼接掃描景，從而有效地改善了內(nèi)視場(chǎng)拼接的效率、精度和可靠性。文檔編號(hào)G01C11/04GK101799293SQ201010119968公開日2010年8月11日申請(qǐng)日期2010年3月5日優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日發(fā)明者王密,胡芬,金淑英申請(qǐng)人:武漢大學(xué)