衛(wèi)星平臺振動圖像復(fù)原方法與實驗驗證研究
本文選題:遙感成像 切入點:平臺顫振 出處:《大連海事大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:隨著我國航天技術(shù)水平的提升,我國發(fā)射的光學(xué)遙感衛(wèi)星分辨率不斷提高。然而,隨著分辨率的提升,衛(wèi)星平臺振動成為了影響衛(wèi)星成像質(zhì)量的重要因素。航天光學(xué)衛(wèi)星通常采用TDICCD推掃方式成像以增大曝光時間,平臺的振動使得TDICCD像元采集信息錯位,造成所獲取圖像中發(fā)生幾何畸變和圖像模糊。本文分析上述圖像退化的產(chǎn)生機理,研究相應(yīng)的圖像恢復(fù)算法,并搭建地面模擬實驗平臺,驗證圖像復(fù)原算法。具體內(nèi)容有:(1)振動對TDICCD成像的影響分析。介紹了 TDICCD相機成像原理,分析了振動像移導(dǎo)致的圖像幾何畸變及圖像模糊的機理,建立了 TDICCD動態(tài)成像的數(shù)字仿真方法。(2)衛(wèi)星平臺振動圖像復(fù)原算法。根據(jù)振動像移對圖像質(zhì)量的影響,建立了振動成像的正向數(shù)學(xué)模型,并基于振動像移數(shù)據(jù)給出了模型參數(shù)的計算方法;谡蛘駝映上衲P脱芯苛苏駝訄D像復(fù)原方法,引入變分正則化項建立了振動圖像復(fù)原模型,并利用迭代閾值收縮算法研究了圖像復(fù)原模型的求解算法。最終,通過仿真實驗對振動圖像復(fù)原算法進行了分析。(3)模擬TDICCD相機振動成像實驗研究;诿骊囅鄼C設(shè)計了模擬TDICCD相機振動成像的實驗原理,搭建了 TDICCD相機振動成像模擬實驗平臺,實驗平臺采用快速偏擺鏡模擬振動像移,能夠模擬最高200Hz頻率的振動。利用實驗平臺獲取了 10Hz,100Hz和200Hz的振動圖像,并進行了振動圖像復(fù)原處理,處理結(jié)果表明振動圖像復(fù)原算法能夠有效的消除振動引起的幾何畸變和圖像模糊。
[Abstract]:With the improvement of China's aerospace technology, the resolution of the optical remote sensing satellite launched by our country has been continuously improved. However, with the improvement of the resolution, The vibration of satellite platform has become an important factor affecting the quality of satellite imaging. Space optical satellites usually use TDICCD push-scan imaging to increase the exposure time. The vibration of the platform results in the misalignment of TDICCD pixel acquisition information. In this paper, the mechanism of image degradation is analyzed, the corresponding image restoration algorithm is studied, and the ground simulation experiment platform is built. The effect of vibration on TDICCD imaging is analyzed. The principle of TDICCD camera imaging is introduced, and the mechanism of image geometric distortion and image blur caused by vibration image motion is analyzed. In this paper, a digital simulation method of TDICCD dynamic imaging is established. The algorithm of vibration image restoration of satellite platform is established. According to the effect of vibration image shift on image quality, the forward mathematical model of vibration imaging is established. The calculation method of the model parameters is given based on the vibration image shift data. The vibration image restoration method is studied based on the forward vibration imaging model, and the vibration image restoration model is established by introducing the variational regularization term. The iterative threshold shrinkage algorithm is used to solve the image restoration model. Finally, Through the simulation experiment, the vibration image restoration algorithm is analyzed. (3) the vibration imaging experiment of TDICCD camera is studied. The experimental principle of simulating TDICCD camera vibration imaging is designed based on the plane array camera, and the experimental platform of TDICCD camera vibration imaging simulation is built. The experiment platform uses a fast pendulum mirror to simulate the vibration image shift, which can simulate the vibration of the highest 200Hz frequency. The vibration images of 10Hz / 100Hz and 200Hz are obtained by using the experimental platform, and the vibration image restoration is carried out. The processing results show that the vibration image restoration algorithm can effectively eliminate the geometric distortion and image blur caused by vibration.
【學(xué)位授予單位】:大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TP391.41
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,本文編號:1678300
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