基于聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器的圖像位移矢量探測(cè)技術(shù).pdf

1、在對(duì)地遙感成像系統(tǒng)中，載體的顫振運(yùn)動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致成像設(shè)備與觀測(cè)目標(biāo)發(fā)生偏移，長(zhǎng)曝光時(shí)間內(nèi)成像系統(tǒng)獲取的圖像發(fā)生像素錯(cuò)位，引起運(yùn)動(dòng)模糊。為了提高成像質(zhì)量，需要對(duì)成像系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定成像，而穩(wěn)定成像的關(guān)鍵技術(shù)在于實(shí)時(shí)高精度地獲取載體的運(yùn)動(dòng)軌跡。高速而精確地獲取成像過(guò)程中的遙感器矢量，已經(jīng)成為高分辨率對(duì)地遙感成像的關(guān)鍵。通常的獲取運(yùn)動(dòng)矢量方法速度較慢，無(wú)法滿足實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地獲取圖像運(yùn)動(dòng)軌跡的需求，因此本文提出了基于聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器的圖像位移矢量探測(cè)技術(shù)

2、。由于其是基于傅里葉透鏡完成運(yùn)算的，在現(xiàn)有的電光轉(zhuǎn)換設(shè)備下，能達(dá)到每秒上千幀的處理速度，并且精確地探測(cè)出圖像間的位移矢量。
　　 闡述了利用聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器進(jìn)行圖像位移矢量探測(cè)的原理，對(duì)比了基于振幅型空間光調(diào)制器與基于相位型空間光調(diào)制器的原理，給出了亞像素精度探測(cè)算法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，探測(cè)誤差能夠控制在0.1個(gè)像素內(nèi)。提出了基于聯(lián)合分?jǐn)?shù)傅里葉變換光學(xué)相關(guān)器的位移矢量探測(cè)技術(shù)，使得光學(xué)結(jié)構(gòu)從固定的4f系統(tǒng)中解放出來(lái)，光學(xué)結(jié)構(gòu)更

3、加多樣化。
　　 為了提高空間光調(diào)制器的使用效率及提高探測(cè)精度，提出了雙相位編碼聯(lián)合變換相關(guān)器位移矢量探測(cè)方法，在輸出面只得到一個(gè)互相關(guān)峰，去除了直流項(xiàng)的干擾，空間光調(diào)制器的空間使用率提高了至少一倍。將雙相位編碼聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器與分?jǐn)?shù)傅里葉變換相結(jié)合，得到雙相位編碼聯(lián)合分?jǐn)?shù)傅里葉變換光學(xué)相關(guān)器，用于圖像位移矢量探測(cè)，結(jié)合了兩者的優(yōu)勢(shì)，保證探測(cè)精度的同時(shí)系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)更加多樣化。
　　 為了提高聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器測(cè)量位移

4、矢量的適用范圍，提出了基于聯(lián)合變換相關(guān)器的圖像旋轉(zhuǎn)和平移共存時(shí)的探測(cè)方法，解決了顫振存在旋轉(zhuǎn)及平移運(yùn)動(dòng)的測(cè)量;提出了基于聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器的彩色圖像位移矢量探測(cè)方法，將測(cè)量圖像范圍從灰度圖像擴(kuò)展到彩色圖像領(lǐng)域，使得相關(guān)器能夠同時(shí)并行處理彩色圖像的三通道信息，完成彩色圖像間的配準(zhǔn)。
　　 探討了聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器進(jìn)行位移矢量探測(cè)時(shí)的抗噪聲能力。當(dāng)圖像的信噪比接近0dB時(shí)，邊緣調(diào)整相關(guān)器仍然能準(zhǔn)確探測(cè)出受噪聲污染圖像的位移矢量;當(dāng)圖

5、像欠曝5檔，雙相位編碼聯(lián)合變換相關(guān)器仍能探測(cè)出欠曝圖像間的位移矢量。提出了小波聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器位移矢量探測(cè)方法，提高系統(tǒng)的探測(cè)性能，增強(qiáng)對(duì)噪聲的魯棒性。
　　 設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)樣板模型，給出了基于振幅型空間調(diào)制器的聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器探測(cè)位移矢量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。分析了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中每個(gè)器件所引入的誤差影響，探討了空間光調(diào)制器的黑柵效應(yīng)所帶來(lái)的探測(cè)誤差，分析了空間光調(diào)制器與采集相機(jī)之間的分辨率不同所帶來(lái)的誤差。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明探測(cè)精度能夠控制在0.