[发明专利]一种航空视频图像的无鬼影横向条带式快速拼接方法

说明书

一种航空视频图像的无鬼影横向条带式快速拼接方法，包括正射校正、图像配准、图像拼接等环节。正射校正：使用惯性测量单元(IMU)提供的实时姿态角数据正射校正每帧图像。图像配准：采用相位相关法计算两帧正射图像之间的平移关系。图像拼接：以一帧正射图像为基准，计算每帧正射图像与其之间的平移关系。图像拼接：估算每帧图像应参与拼接的部分条带，并将这些条带融合在一起，形成全局图像。本发明不需要GPS位置数据和高程数据，也不需要检测图像特征点，处理速度快，满足外场快速数据质量检查及应急响应需求。另外，本发明只使用了经过校正后的每帧正射图像中很窄的条带，舍去了造成鬼影的冗余部分，避免了鬼影现象。

技术领域

本发明涉及摄影测量领域、遥感领域、计算机视觉领域，特别提供了一种针对航空视频图像的无鬼影横向条带式快速拼接方法。

背景技术

图像快速拼接一直都是无人飞行器遥感所要解决的关键问题。传统的摄影测量技术过于严格不适合基于无人飞行器获取的图像拼接。尽管有一些商业软件可以将多帧图像拼接在一起，但是这些商业软件限制过多，自动化程度不高，且当图像过多时，无法拼接。特别是往往拼接后的图像在过渡区域存在重影现象(本发明统称为鬼影)。鬼影的存在使得遥感图像的光谱信息发生混叠，给后续的分类和反演造成困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种航空视频图像的无鬼影横向条带式快速拼接方法。该方法分为正射校正，图像配准，图像拼接三步，在拼接中只使用了经过校正后的正射图像中很窄的条带，舍去了造成鬼影的冗余部分，因此拼接效果好，拼接速度快，无鬼影，适合无人飞行器获取图像拼接。

本发明采用的技术方案：一种航空视频图像的无鬼影横向条带式快速拼接方法，其特征在于：

(1)在正射校正环节，在未知地面高程的情况下直接使用IMU提供的姿态角数据对数据流的每帧图像进行正射校正。

(2)近似认为经正射校正过的图像之间只存在平移关系，因此可使用相位相关方法计算图像之间的平移关系。

(3)使用校正后的正射图像以及任何相邻两帧图像之间的平移关系估算拼接后图像的尺寸；以及每帧图像应参与拼接的条带部分及其宽度；以及该条带在全局图像中的位置。最后将这些条带融合在一起形成全局图像。

步骤(1)，先使用IMU提供的姿态角数据对图像进行正射校正，正射校正后图像之间近似只存在平移关系，满足相位相关的使用条件。

步骤(2)使用相位相关方法计算平移关系时，使用了图像的局部部分，使用局部图像代替整体图像，进一步提高了配准的速度。

步骤(3)中使用图像间的平移关系，计算每帧图像应参与拼接的条带，各帧图像条带不重合，避免了图像鬼影现象的产生。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过正射校正、图像配准和图像拼接三个环节，快速完成航空视频图像拼接，为无人飞行器遥感图像拼接问题提供了一种快速高效的解决方法。

(2)本发明利用IMU数据校正图像，在配准和拼接环节都只有部分图像参与计算，在提高处理速度的同时，避免了鬼影产生，避免了光谱混叠，拼接后的图像可用于后续的分类或反演。

附图说明

图1航空视频流数据采集示意图；

图2正射校正示意图；

图3在正射图像上裁取一定区域使用相位相关计算平移参数；

图4计算每帧正射图像应参与拼接的条带及拼接；

图5本发明流程图。

具体实施方式

步骤一：正射校正