[发明专利]一种基于辅助焦面的推扫式遥感相机调焦方法

说明书

一种基于辅助焦面的推扫式遥感相机调焦方法涉及航天遥感图像处理领域，解决对不同景物图像调焦不能同时克服调焦速度慢和准确性低的问题。包括：步骤一、利用能获得不同焦深区域图像的探测器拍摄图像，截取其中一幅图像，对此图像进行刃边提取，根据刃边数量和位置划分区域，所述探测器位于推扫式遥感相机的同一光学系统中；步骤二、分别计算每个区域的系统成像质量参数，对比确定最优系统成像质量参数；步骤三、根据最优系统成像质量参数确定调焦步距，根据调焦步距进行检调焦，达到设定标准时完成调焦。本发明利用不同焦深图像实现推扫式遥感相机主焦面的智能化调焦，提高了调焦速度和最佳焦面确定的准确性，适用于星下检焦星上调焦。

技术领域

本发明涉及航天遥感图像处理技术领域，特别涉及一种基于辅助焦面的推扫式遥感相机调焦方法。

背景技术

在一个成像系统中，需要解决的基本问题中排在首位的是光学镜头的焦距对准，光学镜头的焦距对准的最终效果将直接决定最后成像的图像质量及后续图像应用的有效性，调焦已成为成像系统的重要功能。离焦图像数字值(DigitalNumber，DN)趋于单一灰度，纹理模糊，信息含量减少。而通过图像来判断相机的成像水平，是最直接的方法。基于图像的自动调焦过程关键是实现基于图像的检焦过程。目前基于图像的检焦算法较多，但是大多都依赖于相机对同一景物重复成像。然而推扫式遥感相机是在运动中完成对地面成像，其成像景物是不断变化的，现有的基于不同景物的检调焦方法的调焦或是调焦速度慢，或是准确性低，兼顾调焦速度与准确性的检调焦存在一定的技术难点，亟需一种基于不同景物实现兼顾调焦速度与准确性的检调焦方法。

发明内容

为了解决基于不同景物图像的调焦方法不能同时克服调焦速度慢和准确性低的问题，本发明提供了一种基于辅助焦面的推扫式遥感相机调焦方法，该方法提高了最佳焦面确定的准确性。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于辅助焦面的推扫式遥感相机调焦方法，包括如下步骤：

步骤一、利用能获得不同焦深区域图像的探测器拍摄图像，截取其中一幅图像，对此图像进行刃边提取，根据刃边数量和位置划分区域，所述探测器位于推扫式遥感相机的同一光学系统中；

步骤二、分别计算每个区域的系统成像质量参数，对比确定最优系统成像质量参数；

步骤三、根据最优系统成像质量参数确定调焦步距，根据调焦步距进行检调焦，达到设定标准时完成调焦。

步骤三中所述检调焦具体为判断是否达到设定标准，若为否，重复步骤一至三，若为是，停止操作，调焦完成。

步骤三中所述检调焦选用爬山算法，所述设定标准为调焦动作连续两次回到上一步起点。

步骤二中所述系统成像质量参数为调制传递函数MTF，最优系统成像质量参数为MTF的最大值MTF_max。

步骤三中所述检调焦的过程分为粗调焦和精调焦两个阶段，

当θ/MTF_maxT时为粗调焦，粗调焦步距为其中θ是调节因子，T为相机的一倍焦深值，Δm为最小调焦精度；

当θ/MTF_max≤T时为精调焦，精调焦步距为Δm；

每次调焦后重复步骤一至步骤三。

粗调焦时，以粗调焦步距向随机方向进行一步调焦，调焦后若θ/MTF_max值变大，向所述随机方向的反方向调焦两个粗调焦步距，若θ/MTF_max值变小，向所述随机方向继续调焦一个粗调焦步距，直至θ/MTF_max≤T，结束粗调焦进入精调焦；

精调焦时，以精调焦步距采用爬山算法进行调焦，当调焦连续两次回到上一步起点时，结束精调焦，调焦完成。