[发明专利]五镜头倾斜相机TDOM遮挡区域修复方法

说明书

本申请采用五镜头倾斜相机制作TDOM，提出了遮挡区域纹理修补的新思路和新方法：一是解析影像上的遮挡现象以及航高和基线对遮挡区域的影响；二是结合影像的POS值，采用INPHO软件求得影像的外方位元素；三是结合影像的外方位元素，手动量测并提取建筑物角点数据；四是采用基于倾斜影像更正算法对相对遮挡区域进行纹理修补：选取遮挡检测与更正后的下视影像作为主影像，倾斜影像作为辅影像，利用地点最近规则选取对应可见像素对相对遮挡区域进行纹理修补；五是对仍未修补到的绝对遮挡区域利用模型驱动的图像修复进行纹理修补，解决图像修复模糊和建筑物边界不分明的问题，最终得到视觉效果好的TDOM图。

技术领域

本申请涉及一种TDOM遮挡区域修复方法，特别涉及一种五镜头倾斜相机TDOM遮挡区域修复方法，属于TDOM遮挡修复技术领域。

背景技术

数字正射影像同时具备地图的几何精度和影像的基本特征，不但应用在城市各种地理信息系统中，作为背景图评价其它地图数据，而且可对数字线划地图数据实时更新，提高数据的可靠性。基于数字地面模型更正所得到的正射影像并不是处处均为正射，由于数字地面模型没有包括地面上目标物体(建筑物、树木等)的高度情况，只考虑地形起伏而没有顾忌建筑物和树木等高大目标带来的影响，而航空影像都由中心投影方式拍摄得到，影像中的高大地物将偏离正确位置并遮挡它周围低矮的地物，这样制作得到的正射影像并不能对影像上的地物进行准确判读。正是由于正射影像中遮挡现象的存在，GIS矢量地图不能直接叠加到正射影像上，如果直接将两者叠加，建筑物和建筑附近会出现严重的叠加错误，甚至会使正射影像失去本身的地理参考价值，无法发挥其地图功能。

TDOM(真正射影像)制作过程中的更正模型与正射影像更正模型有很大区别，真正射影像更正模型不仅包含正射影像更正模型的地表高程信息，而且还包括建筑物等具有一定高度信息的地面目标。在TDOM更正过程中，地形和人工建筑物均被更正到其正确的位置，真正意义上具有了影像的纹理信息和地图几何特性。正是由于TDOM具有以上特性，而被广泛用于数字城市建设、城市环境监测、应急响应等领域，它在城市空间信息领域有宽广的应用前景。

由TDOM的制作流程可以发现，用数字表面模型代替数字地面模型进行更正将出现遮挡区域的重影现象。TDOM中的遮挡现象一直存在，航高与摄影基线对遮挡区域都有影响。而在实际航摄中，航高与摄影基线都不好控制，并不能通过改变航高与摄影基线让影像中的遮挡区域完全可见。在影像更正过程中，被建筑物等高大物体遮挡的区域无法成像，这部分区域没有图像信息，应该在正射影像上标识出来(用黑色或者白色表示空缺区域)。在进行TDOM的制作时，如果直接进行正射更正而不对影像上的遮挡区域进行检测，建筑物屋顶中遮挡地物区域的部分影像会被重新复制一份，然后将其复制到遮挡区域更正后的位置上，这样就导致了重影现象。所以，遮挡区域的检测是TDOM制作中一个不可缺少的过程。

但在进行遮挡区域检测后，虽然影像中的重影得到了消除，但同时又带来一个新问题，即被遮挡区域进行检测更正后，没有任何图像信息，成为一个信息缺失区域。空缺区域降低了TDOM的视觉质量，而这部分区域的纹理修补是TDOM制作过程中的关键步骤，也是一个不容忽视且必须解决的问题。现有技术常用具有一定重叠度的相邻影像对遮挡区域进行纹理修补，而这样的纹理修补方法对影像的重叠度要求高，增加了影像的制作成本。

遮挡一直是TDOM制作中是不可避免的问题，现有技术主要通过改变航高与摄影基线等条件来增大影像间的重叠度，最终减少影像上的遮挡区域，TDOM中的遮挡分为相对遮挡和绝对遮挡，相对遮挡区域是指在某些影像上可见，某些影像上不可见的区域；而绝对遮挡区域是指在所有影像上都不可见的区域。影像上遮挡区域的修补分为相对遮挡区域修补和绝对遮挡区域修补，现有技术相对遮挡区域补偿一般都采用主辅影像修补方法，而这种修补方法要求相邻影像之间具有一定的重叠度，很多情况下影像重叠度都不能满足要求，从而相对遮挡区域修补的效果不理想，而对于影像上的绝对遮挡区域并没有过多的关注，有的只是利用黑色像素进行的填充，或者简单的利用图像修复算法进行修补，对于房屋边界区域其修补效果并不理想。遮挡区域修补方法分为三类：直接填充法、主辅影像结合法与图像修复法。