激光三維測(cè)繪條紋圖像處理技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)載激光雷達(dá)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在地質(zhì)探測(cè)、地形偵查等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的高空探測(cè)是近幾年來(lái)對(duì)機(jī)載激光雷達(dá)的突破性研究?；跅l紋管探測(cè)體制的激光雷達(dá)能夠滿足中高空探測(cè)的需求，其回波信號(hào)是高幀頻的條紋圖像。然而，由于探測(cè)距離遠(yuǎn)以及探測(cè)器以及背景光源產(chǎn)生噪聲的影響，使得雷達(dá)接收到的條紋圖像的回波信號(hào)比較弱，不能夠生成完整清晰的三維點(diǎn)云圖像。因此，本文開(kāi)展了激光三維測(cè)繪條紋圖像處理技術(shù)的研究，以期獲得清晰完整的三維點(diǎn)云圖像。本研究主要內(nèi)容包括：

2、r>　?、呕跅l紋圖像的灰度值統(tǒng)計(jì)、條紋信號(hào)和背景噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，以及條紋信號(hào)與噪聲的空間分布特點(diǎn)，利用基本的空域去噪算法和頻域去噪算法對(duì)條紋圖像進(jìn)行去噪算法探索，獲得各個(gè)去噪算法的處理后圖像，通過(guò)比較信噪比的大小，結(jié)果應(yīng)用中值濾波算法獲得的圖像信噪比為20.90dB，遠(yuǎn)高于其他的去噪算法獲得的去噪后圖像。為了更多的濾除背景噪聲同時(shí)保留弱的條紋信號(hào)，本文基于條紋信號(hào)與噪聲空間分布不同的特點(diǎn)，提出改進(jìn)的中值濾波算法，通過(guò)合理的選擇閾值將信

3、號(hào)區(qū)域與噪聲區(qū)域進(jìn)行分塊處理，改進(jìn)的中值濾波所獲得的去噪圖像信噪比達(dá)到32.66dB，最終獲得了條紋圖像的去噪算法。
　?、蒲芯苛藯l紋圖像序列的相關(guān)性。首先對(duì)1秒鐘的條紋序列圖像做相關(guān)性統(tǒng)計(jì)，獲得基于不同目標(biāo)包括平原、公路、房屋和飛機(jī)的相關(guān)系數(shù)分布范圍，為后續(xù)弱條紋信號(hào)的增強(qiáng)方法中對(duì)相關(guān)系數(shù)閾值的選擇提供參考。其次，本文對(duì)條紋圖像序列的強(qiáng)度分布特點(diǎn)做了研究，不僅分析前后圖像的強(qiáng)度分布特點(diǎn)，還分析單幅條紋信號(hào)的灰度行和分布特點(diǎn)?；?/p>

4、以上兩種特點(diǎn)，選取稀疏、不能形成完整的點(diǎn)云圖像的條紋序列，對(duì)序列條紋圖像進(jìn)行弱信號(hào)補(bǔ)償、增強(qiáng)，補(bǔ)償后的序列條紋圖像生成了清晰完整的點(diǎn)云圖像，與補(bǔ)償前的點(diǎn)云圖像形成鮮明的對(duì)比，相同面積的激光腳點(diǎn)數(shù)目增加了45.98％。
　　⑶針對(duì)條紋圖像開(kāi)展了兩方面研究——背景去噪和弱條紋信號(hào)增強(qiáng)，分別獲得了適合條紋圖像的去噪算法和增強(qiáng)弱條紋信號(hào)的方法，為解決激光三維測(cè)繪條紋圖像處理在理論上和實(shí)際應(yīng)用上提出了最佳解決方法。本文取得的研究成果為解決中