發(fā)布時間：2018-12-14 02:02

【摘要】：近年來,隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展和運載平臺的更新?lián)Q代,高質(zhì)量航空遙感影像的獲取已變得越來越容易。而由其制作的數(shù)字正射影像圖(DOM),作為測繪行業(yè)的4D產(chǎn)品之一,在地籍測量、城市規(guī)劃、環(huán)境調(diào)查、土地管理、數(shù)字城市、災害監(jiān)測等方面發(fā)揮了越來越重要的作用。尤其是無人機這種高靈活性、對天氣低依賴性、獲取數(shù)據(jù)快以及低成本的遙感平臺的廣泛使用,使其在面對地震、洪水等突發(fā)性自然災害的時候也能及時的發(fā)揮關(guān)鍵作用,減少了國家和人民財產(chǎn)的損失。 在制作數(shù)字正射影像的過程中,由于航空遙感影像的獲取時間、外部光照、攝影角度以及地物屬性等因素的影響,影像內(nèi)部以及影像之間在亮度分布及色調(diào)上出現(xiàn)了不同程度的差異。這種差異將直接影響到最終生成的正射影像的質(zhì)量。特別是隨著無人機、無人飛艇等新型遙感系統(tǒng)的廣泛使用,其獲取的大比例尺低空航攝影像使影像的色彩一致性處理出現(xiàn)了新的問題。 本文對航空遙感影像的色彩一致性處理方法進行研究,并針對大比例尺航攝影像處理中遇到的問題進行了算法改進。主要的研究工作及創(chuàng)新性成果如下： (1)克服了基于Mask的單幅航攝影像勻光中易出現(xiàn)的影像邊緣偏色現(xiàn)象。單幅影像在經(jīng)過頻率域的低通濾波后會在影像周邊產(chǎn)生光暈現(xiàn)象,導致勻光影像中出現(xiàn)偏色。通過分析偏色現(xiàn)象出現(xiàn)的原因,提出了一種基于像素復制的背景影像優(yōu)化方法來抵消頻率域高斯低通濾波的邊界效應。首先將原始影像以影像邊緣為對稱軸從四周分別向影像內(nèi)部復制一定寬度的像素,然后進行頻率域的高斯低通濾波,再將之前復制的那部分像素裁去,生成最終的背景影像。實驗表明,該方法可以有效消除由于邊界效應所造成的光暈,避免了勻光影像周邊產(chǎn)生偏色。 (2)提出了一種解決Mask勻光中高反差區(qū)域?qū)е聞蚬庥跋衿膬?yōu)化算法。航空遙感影像包含的圖像內(nèi)容多種多樣,在一些大比例尺影像中,諸如強鏡面反射的房頂?shù)热斯そㄖ镌斐傻拇竺娣e亮斑和暗斑會對勻光結(jié)果造成不可忽略的影響,尤其是相鄰的兩塊大面積高反差區(qū)域,如樹林中的高亮屋頂和大面積陰影等,經(jīng)過勻光后會在相鄰區(qū)域產(chǎn)生偏色現(xiàn)象。本文提出了一種基于擴張吞噬算法的背景影像優(yōu)化算法,消除了由高反差區(qū)域在背景影像上所產(chǎn)生的“模糊帶”。實驗證明,該算法可以有效避免因高反差區(qū)域?qū)蚬饨Y(jié)果造成的偏色現(xiàn)象,提高了勻光后的影像質(zhì)量。 (3)提出了一種基于直方圖平滑的勻色結(jié)果影像處理方法,解決了多幅影像勻色結(jié)果中的灰度不連續(xù)分布問題。根據(jù)實際生產(chǎn)需要,選定了基于基準色調(diào)的Wallis濾波勻色方法。在多幅影像的勻色中,當參考影像的方差大于待調(diào)整影像的方差時,經(jīng)過Wallis變換后的結(jié)果影像會出現(xiàn)灰度不連續(xù)分布的現(xiàn)象。本文采用一種基于直方圖平滑的勻色結(jié)果影像處理方法來解決勻色影像的灰度不連續(xù)分布問題。實驗證明,采用本文方法后,勻色影像的灰度級沒有出現(xiàn)不連續(xù)分布的現(xiàn)象,并且沒有影響勻色質(zhì)量。 (4)提出了一種勻色影像的重疊區(qū)域的色調(diào)過渡處理方法。經(jīng)過勻色處理后,相鄰影像在重疊區(qū)域內(nèi)仍然會有較小的色調(diào)差異,會對鑲嵌后的影像質(zhì)量造成影響。本文提出了一種基于線性變換的影像重疊區(qū)域的色調(diào)過渡方法,對每張影像在重疊區(qū)域的部分按本文方法進行處理,使相鄰影像在重疊區(qū)域內(nèi)的色調(diào)過渡更加自然平緩。實驗證明,本文方法是行之有效的,相鄰影像在重疊區(qū)域內(nèi)的色調(diào)更加接近,鑲嵌影像在鑲嵌線附近沒有出現(xiàn)明顯的色調(diào)差異。 (5)實現(xiàn)了航攝影像色彩一致性的并行化處理。隨著各種新型遙感傳感器的投入使用,高質(zhì)量航空遙感影像的獲取越來越容易,這些影像的尺寸一般都很大。在對這些大幅面影像的處理過程中,往往會面臨內(nèi)存不足、運算效率低下等問題。本文對基于計算統(tǒng)一設(shè)備構(gòu)架(CUDA)的并行計算方法進行了研究,并針對勻光處理中的占據(jù)大量時間開銷的傅立葉變換進行了兩種典型的快速運算方法的分析和比較。經(jīng)過實驗,最終采用基于CUDA的并行計算方法來實現(xiàn)本文中的影像色彩一致性處理,計算效率有了明顯的提高。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P237;P231

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭軍,徐春廣,肖定國,理華,黃卉;數(shù)字圖像中照度不均勻校正技術(shù)研究[J];北京理工大學學報;2003年03期

2 林宗堅;;UAV低空航測技術(shù)研究[J];測繪科學;2011年01期

3 張劍清;柯濤;孫明偉;段延松;;并行計算在航空攝影測量中的應用與實現(xiàn)——數(shù)字攝影測量網(wǎng)格(DPGrid)并行計算技術(shù)研究[J];測繪通報;2008年12期

4 肖鵬峰;馮學智;趙書河;佘江峰;;基于相位一致的高分辨率遙感圖像分割方法[J];測繪學報;2007年02期

5 謝文寒;周國清;;城市大比例尺真正射影像陰影與遮擋問題的研究[J];測繪學報;2010年01期

6 王晶;王刊生;;基于圖像分割的數(shù)字航空影像勻光[J];地理空間信息;2008年01期

7 蔣永馨;王孝通;徐曉剛;黃華;;一種基于光照補償?shù)膱D像增強算法[J];電子學報;2009年S1期

8 仝瑞陽,耿永軍;灰度修正在圖像增強中的應用[J];福建電腦;2005年09期

9 李清泉;胡慶武;;基于圖像自動勻光的路面裂縫圖像分析方法[J];公路交通科技;2010年04期

10 王密;潘俊;;面向無縫影像數(shù)據(jù)庫應用的一種新的光學遙感影像色彩平衡方法[J];國土資源遙感;2006年04期

，

本文編號：2377703