【摘要】：近年來(lái),隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展和運(yùn)載平臺(tái)的更新?lián)Q代,高質(zhì)量航空遙感影像的獲取已變得越來(lái)越容易。而由其制作的數(shù)字正射影像圖(DOM),作為測(cè)繪行業(yè)的4D產(chǎn)品之一,在地籍測(cè)量、城市規(guī)劃、環(huán)境調(diào)查、土地管理、數(shù)字城市、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。尤其是無(wú)人機(jī)這種高靈活性、對(duì)天氣低依賴性、獲取數(shù)據(jù)快以及低成本的遙感平臺(tái)的廣泛使用,使其在面對(duì)地震、洪水等突發(fā)性自然災(zāi)害的時(shí)候也能及時(shí)的發(fā)揮關(guān)鍵作用,減少了國(guó)家和人民財(cái)產(chǎn)的損失。 在制作數(shù)字正射影像的過(guò)程中,由于航空遙感影像的獲取時(shí)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(wú)人機(jī)、無(wú)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(wèn)題。 本文對(duì)航空遙感影像的色彩一致性處理方法進(jìn)行研究,并針對(duì)大比例尺航攝影像處理中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了算法改進(jìn)。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(guò)頻率域的低通濾波后會(huì)在影像周邊產(chǎn)生光暈現(xiàn)象,導(dǎo)致勻光影像中出現(xiàn)偏色。通過(guò)分析偏色現(xiàn)象出現(xiàn)的原因,提出了一種基于像素復(fù)制的背景影像優(yōu)化方法來(lái)抵消頻率域高斯低通濾波的邊界效應(yīng)。首先將原始影像以影像邊緣為對(duì)稱軸從四周分別向影像內(nèi)部復(fù)制一定寬度的像素,然后進(jìn)行頻率域的高斯低通濾波,再將之前復(fù)制的那部分像素裁去,生成最終的背景影像。實(shí)驗(yàn)表明,該方法可以有效消除由于邊界效應(yīng)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(qiáng)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(huì)對(duì)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(shù)林中的高亮屋頂和大面積陰影等,經(jīng)過(guò)勻光后會(huì)在相鄰區(qū)域產(chǎn)生偏色現(xiàn)象。本文提出了一種基于擴(kuò)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(shí)驗(yàn)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(wèn)題。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要,選定了基于基準(zhǔn)色調(diào)的Wallis濾波勻色方法。在多幅影像的勻色中,當(dāng)參考影像的方差大于待調(diào)整影像的方差時(shí),經(jīng)過(guò)Wallis變換后的結(jié)果影像會(huì)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(lái)解決勻色影像的灰度不連續(xù)分布問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)證明,采用本文方法后,勻色影像的灰度級(jí)沒(méi)有出現(xiàn)不連續(xù)分布的現(xiàn)象,并且沒(méi)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(guò)渡處理方法。經(jīng)過(guò)勻色處理后,相鄰影像在重疊區(qū)域內(nèi)仍然會(huì)有較小的色調(diào)差異,會(huì)對(duì)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(guò)渡方法,對(duì)每張影像在重疊區(qū)域的部分按本文方法進(jìn)行處理,使相鄰影像在重疊區(qū)域內(nèi)的色調(diào)過(guò)渡更加自然平緩。實(shí)驗(yàn)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(méi)有出現(xiàn)明顯的色調(diào)差異。 (5)實(shí)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(lái)越容易,這些影像的尺寸一般都很大。在對(duì)這些大幅面影像的處理過(guò)程中,往往會(huì)面臨內(nèi)存不足、運(yùn)算效率低下等問(wèn)題。本文對(duì)基于計(jì)算統(tǒng)一設(shè)備構(gòu)架(CUDA)的并行計(jì)算方法進(jìn)行了研究,并針對(duì)勻光處理中的占據(jù)大量時(shí)間開(kāi)銷的傅立葉變換進(jìn)行了兩種典型的快速運(yùn)算方法的分析和比較。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),最終采用基于CUDA的并行計(jì)算方法來(lái)實(shí)現(xiàn)本文中的影像色彩一致性處理,計(jì)算效率有了明顯的提高。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P237;P231

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2377703