[发明专利]一种视频卫星成像在轨实时稳像方法及系统

摘要

本发明提供了一种视频卫星成像在轨实时稳像方法及系统，包括设定第一帧为参考帧影像，序列帧为待匹配影像；基于临近区域ORB特征匹配的运动估计，对参考帧进行分块匹配处理，包括依据序列影像间的连贯性，建立参考帧与序列帧之间的粗几何关系，依据粗几何关系建立同名匹配瓦片，采用基于临近区域搜索的ORB匹配方式进行匹配；计算序列帧与参考帧之间的运动补偿参数，对序列帧影像进行运动补偿，投影到参考帧的坐标系中；根据参考帧和运动补偿后的序列帧生成卫星视频流。本发明能够将卫星视频影像进行稳像，消除卫星视频影像间的抖动，生成流畅的卫星视频影像，该技术方案降低了内存需求，提高了运行效率，可靠性好，能够满足在轨稳像需求。

主权项

1.一种视频卫星成像在轨实时稳像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，数据准备，包括设定第一帧为参考帧影像，序列帧为待匹配影像；步骤2，基于临近区域ORB特征匹配的运动估计，对参考帧进行分块匹配处理，得到序列帧与参考帧之间的同名匹配点；包括采用以下子步骤实现，步骤2.1，将参考帧影像进行分块，并建立影像间的粗几何关系；所述影像间的粗几何关系，提取方式为，预设影像间偏移的相关参数R，在第二帧与参考帧进行配准后，得到第二帧与参考帧的精几何关系，第三帧与参考帧进行配准时，第三帧与参考帧之间的粗几何关系根据第二帧与参考帧之间的精几何关系得到，依次类推；步骤2.2，对参考帧影像中每个影像块，分别进行以下处理，步骤2.2.1，根据预设的瓦片块像素大小在影像块内进行瓦片细分，每个影像块内只需要一个瓦片匹配到同名点，匹配实现包括执行以下处理，步骤2.2.1.1，依次取该影像块内一个瓦片，依据影像间的粗几何关系，在待匹配影像上建立同名匹配瓦片，对瓦片内部采用基于临近区域ORB特征匹配的方式进行匹配；所述对瓦片内部采用基于临近区域ORB特征匹配的方式进行匹配，是对于参考帧影像上瓦片中的各特征点，分别在待匹配影像上同名匹配瓦片内以同样坐标为中心点半径为R的区域内搜索匹配点，匹配完成后进行误匹配点剔除；步骤2.2.1.2，判断正确的匹配点数是否大于四个点，若是则该瓦片得到匹配点，则该块成功匹配，进入步骤2.2.2；若否则返回步骤2.2.1.1，采用从左到右从上到下的方式，在参考帧影像中该影像块内取下一个瓦片，在待匹配影像上建立同名匹配瓦片进行匹配，直到该块成功匹配；步骤2.2.2，进行最小二乘匹配精化，得到匹配结果；步骤3，运动补偿，包括根据步骤2匹配所得同名点计算序列帧与参考帧之间的运动补偿参数，对序列帧影像进行运动补偿，投影到参考帧的坐标系中；步骤4，视频影像生成，包括根据参考帧和运动补偿后的序列帧生成卫星视频流。