無(wú)人機(jī)(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)技術(shù)最早被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域中,從最初的靶機(jī)到無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)。隨著該技術(shù)的日臻成熟,成本低且易操控的民用無(wú)人機(jī)開(kāi)始走進(jìn)人們的視野,并被廣泛應(yīng)用于國(guó)土、電力、林業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域中。隨著與不同領(lǐng)域的深度融合,一定條件下的不適應(yīng)性問(wèn)題開(kāi)始顯現(xiàn)。本文內(nèi)容以武漢市國(guó)土資源調(diào)查為背景,對(duì)去除無(wú)人機(jī)航測(cè)真正射影像成果(True Digital Orthophoto Map,TDOM)中存在的水體高光進(jìn)行研究。如何對(duì)鏡面反射導(dǎo)致的高光進(jìn)行消除,已有的研究工作主要集中在計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中,主要根據(jù)高光在色彩空間中的分布特性進(jìn)行檢測(cè)與補(bǔ)償。但已有工作對(duì)研究對(duì)象與光照環(huán)境的限制較為苛刻,同時(shí)對(duì)影像數(shù)量也有一定的要求,而無(wú)人機(jī)獲取影像時(shí)往往成像條件復(fù)雜,不符合“實(shí)驗(yàn)室”的條件要求,因此需要設(shè)計(jì)出適合無(wú)人機(jī)影像水體高光的處理方法。本文的研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.首先,本文的研究?jī)?nèi)容包含在真正射影像生成過(guò)程中,故先對(duì)與真正射影像生成的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述,分析真正射影像成果中出現(xiàn)水體反射異常高光的原因;然后,闡述高光的相關(guān)物理原理和相關(guān)研究,并從中獲得靈感;針對(duì)已有方法在處理無(wú)人機(jī)影像水體高光中難度大的問(wèn)題,本文提出一種利于檢測(cè)高光的高光分量,直接利用閾值對(duì)高光進(jìn)行初步定位,再使用地物分割算法提取出高光部分;2.根據(jù)影像特點(diǎn),僅針對(duì)水體高光進(jìn)行處理,因而初步確定的高光中含有較多的錯(cuò)誤檢測(cè)。因此,本文結(jié)合決策樹(shù)算法和“高光”的幾何特性與光譜特性設(shè)置合適的篩選規(guī)則,并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)已知的高光與非高光樣本進(jìn)行訓(xùn)練。最終,獲得了較好的篩選效果;3.因無(wú)法獲得高光水體的內(nèi)部信息,本文引入了計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中的地物去除算法——Criminisi算法,利用周圍的非高光水體補(bǔ)償高光區(qū)域。同時(shí)結(jié)合研究對(duì)象特點(diǎn)加以改進(jìn)來(lái)獲得更好的處理結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文方法能夠較好的補(bǔ)償無(wú)人機(jī)影像中的水體高光;使用PhotoScan對(duì)高光處理前后的影像生成真正射影像,本文方法可以明顯提高真正射影像的質(zhì)量。
【學(xué)位單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P231
【部分圖文】：

逑ｍ逡逑圖１．５ＲａｓｋａｒＲ等人（２００４）對(duì)曝光裝置進(jìn)行改裝逡逑Ｆｉｇ．邋１．５邋Ｒａｓｋａｒ邋Ｒ邋ｅｔ邋ａｌ．邋Ｒｅｍｏｖｅ邋ｔｈｅ邋Ｈｉｇｈｌｉｇｈｔ邋ｂｙ邋Ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋ｔｈｅ邋Ｅｘｐｏｓｕｒｅ邋Ｄｅｖｉｃｅ逡逑１．２．２基于實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定的序列影像高光補(bǔ)償方法逡逑改裝導(dǎo)致的不便使得許多研宄人員開(kāi)始研究如何能夠在沒(méi)有額外硬件支持逡逑的情況下、僅使用影像進(jìn)行高光補(bǔ)償。較為成熟的方法是使用序列影像、在實(shí)驗(yàn)逡逑室中對(duì)高光進(jìn)行標(biāo)定的高光補(bǔ)償方法。核心思想是改變高光的位置、使得至少有逡逑一張影像包含物體局部區(qū)域的可用信息，最后對(duì)這些照片進(jìn)行分析、合成為一張逡逑沒(méi)有高光的影像。根據(jù)影像拍攝過(guò)程中攝像機(jī)與光源相對(duì)位置的改變方式可將多逡逑影像高光補(bǔ)償方法再分為兩類：即僅單獨(dú)改變光源位置的變換光源法和只改變相逡逑機(jī)姿態(tài)的多視法。逡逑１）變換光源法逡逑在限定相機(jī)姿態(tài)不變的情況下，采用改變光源的方式來(lái)獲取同一物體的多張逡逑影像。Ｓａｔｏ邋Ｙ等人（１９９４）選擇將光源圍繞被攝物體做圓周運(yùn)動(dòng)，并以２．５°左右逡逑的移動(dòng)間隔進(jìn)行拍照（如圖１．６）。隨后利用獲得的影像在顏色空間中進(jìn)行逐像素逡逑分析，從每個(gè)像素的亮度曲線中擬合出漫反射分量曲線、并最終可以獲得任意光逡逑照角度下整個(gè)模型的漫反射影像，但缺點(diǎn)是所需影像的數(shù)目過(guò)多。逡逑ｃｏｌｏｒ邋ｃａｍｅｒａ逡逑＾邐ｌｉｇｈｔ邋ｓｏｕｒｃｅ逡逑，今＼逡逑，神ｃｅ邐ｉ邋／逡逑／邋ｎｏｒｍａｌ＾＾＾Ａ邋／邐ｆｌｉｇｈｔ－ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ逡逑Ｉ邐＼邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ逡逑名８，逡

Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ逡逑ｉｍａｇｅ逡逑圖１．９邋Ｌｉｎ邋Ｓ等人（２００２）方法中的相機(jī)位置逡逑Ｆｉｇ．邋１．９邋Ｔｈｅ邋Ｃａｍｅｒａ邋Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｌｉｎ邋Ｓ邋ｅｔ邋ａｌ．逡逑８逡逑

逡逑圖１．８ＡｇｒａｗａｌＡ等人（２００５）采用的數(shù)據(jù)源及實(shí)驗(yàn)結(jié)果逡逑Ｆｉｇ．邋１．８邋Ｄａｔａ邋Ｓｏｕｒｃｅｓ邋ａｎｄ邋Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋Ｒｅｓｕｌｔｓ邋ｏｆ邋Ａｇｒａｗａｌ邋Ａ邋ｅｔ邋ａｌ．逡逑２）多視法逡逑在限定相機(jī)姿態(tài)保持不變的情況下，通過(guò)改變光源位置可以較好的去除高光。逡逑但是固定的相機(jī)姿態(tài)與改變的光源位置意味著拍攝環(huán)境存在極少的環(huán)境光或是逡逑需要在暗室中進(jìn)行，進(jìn)而導(dǎo)致這些方法不能在一般的室內(nèi)條件或有其他光源的條逡逑件下應(yīng)用。為了減少高光去除算法對(duì)外部光照環(huán)境的依賴性，一些研究人員開(kāi)始逡逑研究并提出了基于多視角的高光補(bǔ)償算法。這一類方法在不需要人為改變光照環(huán)逡逑境的前提下，僅需要變換相機(jī)的拍攝位置與姿態(tài)來(lái)獲取多幅影像便可以去除高光。逡逑１９９２年，ＬｅｅＳＷ等人（１９９２）最早提出了基于序列影像的多視高光補(bǔ)償方逡逑法，除了一張正常拍攝的正視影像外再額外側(cè)面拍攝一張斜視影像，視角的變化逡逑使得高光的位置發(fā)生變化，而在顏色空間中發(fā)生變化的色彩坐標(biāo)即對(duì)應(yīng)高光，通逡逑過(guò)對(duì)不變的顏色坐標(biāo)集進(jìn)行分析來(lái)恢復(fù)高光位置的色彩。逡逑Ｌｉｎ邋Ｓ等人（２００２）針對(duì)大視角變化帶來(lái)的匹配對(duì)應(yīng)位置分析難的問(wèn)題

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 郭復(fù)勝;高偉;胡占義;;無(wú)人機(jī)圖像全自動(dòng)生成大比例尺真正射影像方法[J];中國(guó)科學(xué):信息科學(xué);2013年11期

2 陳濟(jì)才;楊武年;楊鑫;;基于DEM和DBM的真正射影像制作關(guān)鍵問(wèn)題研究[J];遙感技術(shù)與應(yīng)用;2012年02期

本文編號(hào)：2820049