基于图像复原的航空摄影前向像移检测及补偿技术研究

论文题目: 基于图像复原的航空摄影前向像移检测及补偿技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 刘明

导师: 翟林培

关键词: 航空相机,像移补偿,前向像移模糊,图像复原,小波变换,图像质量

文献来源: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 本文详细讨论了基于图像复原的航空摄影前向像移检测及其补偿技术,并探讨了像移模糊图像复原质量评价等问题。文章首先阐述了航空成像技术及国内外航空侦察相机的发展概况,论述了像移对航空相机成像质量的影响、航空像移补偿的必要性以及像移补偿技术的发展,对航空相机的像移进行了分类,论证了前向像移在影响航空成像的各种像移中占主导地位,建立了前向像移导致成像模糊的数学模型并对其进行离散化。给出了前向像移模糊和离焦模糊的机理并进行了频谱分析,利用模糊图像的同态频谱变换来检测像移的大小和方向,通过分析前向像移和离焦模糊对图像灰度的影响,给出了一个判断前向像移模糊和离焦模糊的准则并验证了其有效性。论述了数字图像复原技术的分类、应用和发展,阐述了包括逆滤波、维纳滤波、差分和多帧融合复原方法在内的几种主要针对运动模糊图像复原的典型方法,分析了其各自的适用范围及其局限性,然后根据小波分析的数学特征,提出了一种基于小波变换的模糊图像复原方法。论文论述了图像质量评价的发展和传统图像质量评价及新的基于人类视觉的图像质量评价方法,根据分析将主观评价方法和基于参数的客观评价方法相结合来对像移模糊图像的复原质量进行评价。模拟了航空前向像移形成条件进行图像采集,对预处理后的运动模糊图像进行了像移量的检测和图像复原,得到精度一个像素以内的检测和复原结果,得出小波方法复原优于差分法和维纳滤波复原方法的结论。

论文目录:

摘要

Abstract

图表索引

缩写及符号索引

第一章 绪论

1.1 航空成像技术及航空相机的发展

1.1.1 航空成像技术的发展

1.1.2 航空侦察相机的特点和分类

1.1.3 国外航空侦察相机的发展概况

1.1.4 国内航空侦察相机的发展概况

1.1.5 航空侦察相机的发展趋势

1.2 像移对航空相机成像质量的影响及航空像移补偿的必要性

1.3 像移补偿技术的发展

1.3.1 机械式像移补偿法

1.3.2 光学式像移补偿法

1.3.3 电子式像移补偿法

1.3.4 图像式像移补偿法

1.3.5 像移补偿技术的发展趋势

1.4 课题研究内容

1.5 本章小结

第二章 航空成像前向像移模糊的建模与频谱分析

2.1 航空相机的像移分类

2.2 前向像移在航空像移中的主导地位

2.2.1 像移及其误差计算

2.2.2 像移量的合成

2.2.3 计算结果及分析

2.3 航空相机前向像移导致成像模糊的数学模型及其离散化

2.3.1 航空相机前向像移的形成

2.3.2 前向像移模糊的数学建模

2.3.3 模型的离散化

2.4 模糊图像的频谱分析

2.4.1 前向像移模糊的机理及频谱分析

2.4.2 离焦模糊的机理及频谱分析

2.4.3 前向像移模糊和离焦模糊的判别

2.5 本章小结

第三章 图像复原方法研究及其在航空前向像移补偿中的应用

3.1 图像复原概述

3.1.1 图像复原的提出

3.1.2 图像复原方法的分类

3.1.3 图像复原技术的应用及发展方向

3.2 运动模糊图像复原的方法分析

3.2.1 多帧融合处理技术在运动图像复原中的应用

3.2.2 逆滤波图像复原

3.2.3 维纳滤波图像复原

3.2.4 差分法复原运动模糊图像

3.3 本章小结

第四章 基于小波方法的航空前向像移模糊图像复原

4.1 小波分析的若干设定与说明

4.1.1 小波变换简介

4.1.2 小波变换用于图像复原的分析

4.1.3 图像小波变换的若干约定

4.2 图像退化模型的小波表示

4.2.1 图像退化模型

4.2.2 小波变换表示图像退化模型

4.3 基于小波分析的正则化图像复原算法

4.3.1 图像退化模型小波表示的正则解方程

4.3.2 方程的求解推导

4.4 小波复原与其它复原法的对比举例

4.5 本章小结

第五章 像移模糊图像复原质量的评价

5.1 图像质量评价的现状

5.2 传统图像质量评价方法

5.2.1 客观图像质量评价

5.2.2 主观图像质量评价

5.3 图像质量评价的新方法

5.3.1 基于视觉感知的图像质量评价方法

5.3.2 基于视觉兴趣的图像质量评价方法

5.3.3 图像质量评价的研究方向

5.3.4 一个运动模糊图像复原质量的判别准则

5.4 本章小结

第六章 模糊图像采集及像移检测和图像复原的对比分析

6.1 实验平台的搭建和前向像移模糊图像的采集

6.1.1 前向像移模糊图像采集实验方案的确定

6.1.2 实验平台的组成结构

6.1.3 图像的采集

6.2 实验采集图像的预处理

6.3 模糊图像的像移检测及复原结果对比分析

6.4 本章小结

第七章 全文总结

7.1 本文主要工作内容

7.2 论文创新点

7.3 展望

参考文献

攻读博士学位期间文章发表情况

致谢

作者简介

发布时间: 2006-03-14

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