基于圖像配準(zhǔn)的空間相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦.pdf

1、隨著數(shù)字成像技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們對(duì)獲取地球目標(biāo)信息的渴望，空間成像技術(shù)逐漸成為研究熱點(diǎn)，其在環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源調(diào)查、大氣與海洋觀測(cè)、天文觀測(cè)與地球輻射測(cè)量以及軍事等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。敏捷衛(wèi)星概念的提出更是將空間成像技術(shù)發(fā)展提到了一個(gè)新的高度，在我國(guó)，高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)也已被列入國(guó)家“十一五”規(guī)劃的重大科技工程。在此背景下，本文對(duì)空間相機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)對(duì)焦展開(kāi)了研究。
　　 由于空間面陣相機(jī)在軌運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊，從而影響自

2、動(dòng)對(duì)焦的準(zhǔn)確率。為解決運(yùn)動(dòng)模糊的問(wèn)題，論文在對(duì)各種像移補(bǔ)償方法進(jìn)行總結(jié)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)行間轉(zhuǎn)移面陣CCD的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)提出了利用面陣CCD的TDI模式補(bǔ)償像移的方法。文中選取行間轉(zhuǎn)移面陣CCD KAI-1003作為成像器件，利用PLD控制時(shí)序信號(hào)，匹配CCD的行轉(zhuǎn)移速度與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償像移。該成像系統(tǒng)不僅能去運(yùn)動(dòng)模糊而且還大幅提高圖像信噪比。像移補(bǔ)償完成后，論文根據(jù)較短時(shí)間間隔內(nèi)空間相機(jī)拍攝的相鄰圖像間有重疊區(qū)域的特點(diǎn)提出了一種空

3、間相機(jī)實(shí)時(shí)自動(dòng)對(duì)焦的方法。首先通過(guò)圖像配準(zhǔn)算法找出兩幅相鄰圖像間的重疊區(qū)域，并對(duì)重疊區(qū)域進(jìn)行圖像預(yù)處理后計(jì)算它的清晰度評(píng)價(jià)值，然后根據(jù)序列圖像的傳遞特性將評(píng)價(jià)值映射到同一個(gè)評(píng)價(jià)體系中，最后通過(guò)優(yōu)化爬山法搜索最大值找出最佳對(duì)焦位置。實(shí)驗(yàn)表明該方法對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦。
　　 本文主要?jiǎng)?chuàng)新之處在于：第一，根據(jù)空間相機(jī)短時(shí)間間斷拍攝的兩幅圖像有重疊區(qū)域的特點(diǎn)，提出了一種對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)對(duì)焦的方法。第二，針對(duì)空