遙感影像拼接方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種遙感影像拼接方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光學(xué)遙感衛(wèi)星觀測(cè)分辨率的不斷提升，受單片C⑶像元個(gè)數(shù)的限制，單片線 陣CCD的幅寬已無(wú)法滿足觀測(cè)需求。為了提高對(duì)地觀測(cè)的效率，保證獲取一定幅寬的影像， 采用多片CCD通過光學(xué)拼接或視場(chǎng)拼接實(shí)現(xiàn)較大幅寬是星載高分辨率光學(xué)相機(jī)發(fā)展的重 要趨勢(shì)。
[0003] 相關(guān)技術(shù)中，拼接技術(shù)是基于連接點(diǎn)構(gòu)建像方變換模型，實(shí)現(xiàn)相鄰C⑶重疊區(qū)影 像的配準(zhǔn)。相關(guān)技術(shù)中像方拼接技術(shù)至少存在以下不足：
[0004] 第一，拼接算法均依賴于片間的連接點(diǎn)信息，若相鄰C⑶影像的水平重疊區(qū)缺乏 紋理特征，該類算法就存在應(yīng)用的局限性。
[0005] 第二，該類算法缺乏嚴(yán)密的理論基礎(chǔ)作為指導(dǎo)，也無(wú)法消除或減弱由于傳感器幾 何變形等引起的圖像內(nèi)部畸變問題，無(wú)法從根本上改善虛擬掃描景產(chǎn)品的幾何質(zhì)量。
[0006] 第三，對(duì)于原始影像上水平重疊區(qū)域內(nèi)地形起伏劇烈的情況，無(wú)法保證拼接處理 的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)相關(guān)技術(shù)中影像拼接質(zhì)量不高的問題，本發(fā)明提供了一種遙感影像拼接方法 及裝置，以至少解決上述問題。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種遙感影像拼接方法，包括：
[0009] 根據(jù)各片C⑶的成像參數(shù)建立所述各片C⑶上像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間的第一正算模型 和第一反算模型，以及根據(jù)所述各片CCD的成像參數(shù)生成虛擬CCD的成像參數(shù)，根據(jù)所述虛 擬C⑶的成像參數(shù)建立所述虛擬C⑶上像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間的第二正算模型和第二反算模 型；
[0010] 根據(jù)所述第一正算模型、所述第一反算模型、所述第二正算模型以及所述第二反 算模型，建立所述各片C⑶上像點(diǎn)與所述虛擬C⑶上像點(diǎn)之間第三正算模型和第三反算模 型；
[0011] 讀取所述各片CCD的影像數(shù)據(jù)，根據(jù)所述第三正算模型和所述第三反算模型確定 所述虛擬C⑶上每個(gè)像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的(XD及在該C⑶上的像點(diǎn)坐標(biāo)；
[0012] 對(duì)所確定的每個(gè)像點(diǎn)進(jìn)行重采樣處理，得到拼接后的影像。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種影像拼接裝置，包括：
[0014] 第一建立模塊，用于根據(jù)各片C⑶的成像參數(shù)建立所述各片C⑶上像點(diǎn)與地面點(diǎn) 之間的第一正算模型和第一反算模型，以及根據(jù)所述各片(XD的成像參數(shù)生成虛擬C⑶的 成像參數(shù)，根據(jù)所述虛擬C⑶的成像參數(shù)建立所述虛擬C⑶上像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間的第二正 算模型和第二反算模型；
[0015] 第二建立模塊，用于根據(jù)所述第一正算模型、所述第一反算模型、所述第二正算模 型以及所述第二反算模型，建立所述各片C⑶上像點(diǎn)與所述虛擬(XD上像點(diǎn)之間第三正算 模型和第三反算模型；
[0016] 確定模塊，用于讀取所述各片CCD的影像數(shù)據(jù)，根據(jù)所述第三正算模型和所述第 三反算模型確定所述虛擬C⑶上每個(gè)像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的(XD及在該C⑶上的像點(diǎn)坐標(biāo)；
[0017] 處理模塊，用于對(duì)所確定的每個(gè)像點(diǎn)進(jìn)行重采樣處理，得到拼接后的影像。
[0018] 通過本發(fā)明，建立虛擬掃描景與原始影像的像點(diǎn)坐標(biāo)換算關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)成像 數(shù)據(jù)的無(wú)縫內(nèi)視場(chǎng)拼接處理，提高了影像拼接質(zhì)量。
【附圖說明】
[0019] 此處所說明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0020] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遙感影像拼接方法的流程圖；
[0021] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遙感影像拼接裝置的結(jié)構(gòu)框圖；以及
[0022] 圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)可選實(shí)施方式的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的 情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種遙感影像拼接方法。
[0025] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遙感影像拼接方法的流程圖，如圖1所示，該方法包括 步驟101至步驟104。
[0026] 步驟101，根據(jù)各片(XD的成像參數(shù)建立各片C⑶上像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間的第一正 算模型和第一反算模型，以及根據(jù)各片CCD的成像參數(shù)生成虛擬CCD的成像參數(shù)，根據(jù)虛擬 C⑶的成像參數(shù)建立虛擬(XD上像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間的第二正算模型和第二反算模型；
[0027] 步驟102,根據(jù)上述第一正算模型、第一反算模型、第二正算模型以及第二反算模 型，建立各片C⑶上像點(diǎn)與虛擬C⑶上像點(diǎn)之間第三正算模型和第三反算模型；
[0028] 步驟103,讀取各片C⑶的影像數(shù)據(jù)，根據(jù)上述第三正算模型和第三反算模型確定 虛擬C⑶上每個(gè)像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的(XD及在該C⑶上的像點(diǎn)坐標(biāo)；
[0029] 步驟104,對(duì)所確定的每個(gè)像點(diǎn)進(jìn)行重采樣處理，得到拼接后的影像。
[0030] 在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)可選實(shí)施方式中，對(duì)于各片CCD和虛擬CCD可以米用相同 的方法確定正算模型和反算模型，上述步驟101中，可以根據(jù)各自的成像參數(shù)建立各自的 正算模型和反算模型，具體包括：
[0031] 根據(jù)各個(gè)像點(diǎn)的成像參數(shù)建立C⑶上各個(gè)像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間的正算模型；
[0032] 根據(jù)各個(gè)像點(diǎn)的正算模型計(jì)算控制點(diǎn)對(duì)參數(shù)，根據(jù)控制點(diǎn)對(duì)參數(shù)建立CCD上各個(gè) 像點(diǎn)和地面點(diǎn)之間的仿射變換模型，并通過多次迭代計(jì)算建立CCD上各個(gè)像點(diǎn)和地面點(diǎn)之 間的反算模型。
[0033] 可選地，對(duì)于每個(gè)像點(diǎn)，根據(jù)各個(gè)像點(diǎn)的成像參數(shù)建立(XD上各個(gè)像點(diǎn)與地面點(diǎn) 之間的正算模型，包括：
[0034] 犾取像點(diǎn)拍攝時(shí)刻下衛(wèi)星在協(xié)議地心坐標(biāo)系中的位直[Xs,Ys,Zs];
[0035] 獲取圖像對(duì)應(yīng)的相機(jī)像點(diǎn)主光軸單位矢量與衛(wèi)星本體坐標(biāo)系X軸的夾角psiX、Y 軸的夾角psiY;
[0036] 獲取衛(wèi)星本體坐標(biāo)系相對(duì)于相機(jī)的安裝矩陣Μ。；
[0037] 獲取該像點(diǎn)拍攝時(shí)刻下衛(wèi)星至軌道坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)矩陣吣；
[0038] 獲取像點(diǎn)拍攝時(shí)刻下軌道至J2000. 0坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)矩陣M2;
[0039] 獲取像點(diǎn)拍攝時(shí)刻下J2000. 0至WGS84坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)矩陣M3;
[0040] 確定像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間的正算模型為：
[0041]
其中：[Xs，Ys，Zc]為像點(diǎn)對(duì) 應(yīng)的地面目標(biāo)點(diǎn)在協(xié)議地心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；u為比例因子。
[0042] 需要注意的是，上述獲取各個(gè)參數(shù)的步驟之間沒有先后順序，可以根據(jù)實(shí)際情況 進(jìn)行調(diào)整。
[0043] 可選地，根據(jù)各個(gè)像點(diǎn)的正算模型計(jì)算控制點(diǎn)對(duì)參數(shù)，根據(jù)控制點(diǎn)對(duì)參數(shù)建立(XD 上各個(gè)像點(diǎn)和地面點(diǎn)之間的仿射變換模型，并通過多次迭代計(jì)算建立CCD上各個(gè)像點(diǎn)和地 面點(diǎn)之間的反算模型，包括：
[0044] 在圖像中心點(diǎn)坐標(biāo)周圍預(yù)定半徑內(nèi)選取四個(gè)角點(diǎn)，分別利用嚴(yán)格成像模型計(jì)算四 個(gè)角點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)經(jīng)緯度；
[0045] 根據(jù)由四個(gè)角點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)經(jīng)緯度建立像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間的仿射變換模 型Model1;
[0046] 根據(jù)仿射變換模型Modell計(jì)算地面點(diǎn)（lat,Ion)對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)（il,jl);
[0047] 在像點(diǎn)（il，jl)周圍所述預(yù)定半徑內(nèi)選取四個(gè)角點(diǎn)，分別計(jì)算四個(gè)角點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地 面點(diǎn)經(jīng)緯度，由該四個(gè)角點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)經(jīng)緯度建立像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間的仿射變換模 型Model2;
[0048] 根據(jù)仿射變換模型Model2計(jì)算地面點(diǎn)（lat，Ion)對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)（i2,j2);
[0049] 確定像點(diǎn)（i2,j2)與像點(diǎn)（il，jl)之間的距離L，并判斷距離L是否大于預(yù)設(shè)閾 值；
[0050] 若距離L大于所述預(yù)設(shè)閾值，繼續(xù)在（i2,j2)點(diǎn)附近選擇仿射變換模型繼續(xù)迭代 計(jì)算，直到距離L小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值；若距離L小于所述預(yù)設(shè)閾值，則確定地面點(diǎn) (lat，Ion)為像點(diǎn)（il，jl)對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)。
[0051] 在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)可選實(shí)施方式中，對(duì)于每個(gè)像點(diǎn)，上述步驟102，根據(jù)上述 第一正算模型、第一反算模型、第二正算模型以及第二反算模型，建立各片C⑶上像點(diǎn)與虛 擬(XD上像點(diǎn)之間第三正算模型和第三反算模型，包括：
[0052] 一、正算模型
[0053]根據(jù)(XD的第一正算模型計(jì)算(XD上像點(diǎn)（i，j)處的地面點(diǎn)（lat，Ion)，根據(jù)虛擬 (XD的第二反算模型計(jì)算地面點(diǎn)（lat，lon)對(duì)應(yīng)虛擬(XD的像點(diǎn)（il，jl)，得到像點(diǎn)（i，j) 第三正算模型；以及
[0054] 二、反算模型
[0055] A，根據(jù)虛擬C⑶的第二正算模型計(jì)算虛擬(XD上像點(diǎn)（il，jl)對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn) (lat, Ion)；
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