專利名稱：基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像復(fù)原技術(shù)及圖像處理領(lǐng)域，涉及一種用于消除反射鏡拼接型相機(jī)拍攝影像時(shí)拼接邊界發(fā)生漸暈現(xiàn)象的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置。
背景技術(shù)：
隨著航天相機(jī)向著寬成像譜段、大覆蓋范圍和實(shí)時(shí)傳輸方向的不斷發(fā)展，相機(jī)所需要的焦平面越來越大，但是單片CCD成像器件的像元數(shù)有限，其像元總長度不能滿足成像的視場要求，就需要使用多個(gè)CCD器件進(jìn)行拼接，形成一個(gè)大成像視場結(jié)構(gòu)。目前比較常見的CCD拼接方式主要有光學(xué)拼接和機(jī)械拼接兩種，光學(xué)拼接是利用棱鏡的分光原理形成一對光程相等的共軛面，將CCD交錯(cuò)分置于這一對等光程的共軛面上，首尾搭接。光學(xué)拼接中的分光形式包括半反半透鏡、全反全透鏡和反射鏡。反射鏡拼接型CCD相機(jī)入射光一部分直接成像在直射面CCD上，另一部分經(jīng)反射鏡反射后成像在反射面CCD上。反射鏡拼接型CCD相機(jī)具有能量利用率高、熱穩(wěn)定性好、體積重量小、拼接精度高和拼接長度較長的優(yōu)勢，更重要的一點(diǎn)是反射鏡拼接不會(huì)出現(xiàn)漏縫現(xiàn)象，而且焦平面可形成一條共軛直線或一個(gè)完整連續(xù)的焦面，是光學(xué)拼接的發(fā)展方向。但反射鏡拼接的方法在反射鏡拼接交界會(huì)產(chǎn)生漸暈現(xiàn)象，需要利用后續(xù)圖像處理工作進(jìn)行消除。目前國內(nèi)采用反射鏡拼接的實(shí)際應(yīng)用很少，所以針對反射鏡拼接漸暈現(xiàn)象目前沒有一套完整的消除辦法。在實(shí)際反射鏡拼接型CCD相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)中，由于反射鏡的遮擋和直邊衍射，部分光束無法參與成像，導(dǎo)致交界處光照度較弱，這就產(chǎn)生了漸暈現(xiàn)象。反射鏡邊緣與光軸成 45°夾角，接收屏(CCD)成像的漸暈程度隨著接收屏距離反射鏡的距離而變化，所以接收屏距離反射鏡距離越大，漸暈分布區(qū)域越大。傳統(tǒng)的漸暈補(bǔ)償方法有查表法，逐行掃描法和函數(shù)逼近法。查表法需要事先利用標(biāo)準(zhǔn)影像獲取漸暈系數(shù)對照表，因此每次拍攝都必須滿足相同的條件，不適合工程應(yīng)用；逐行掃描法利用實(shí)際獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行逐行擬合，擬合出整幅圖片灰度變化的趨勢后進(jìn)行恢復(fù)，當(dāng)實(shí)際圖像相鄰兩行灰度變化較大時(shí)，此方法會(huì)產(chǎn)生線性條紋；函數(shù)逼近法是通過多次定標(biāo)，對各個(gè)照度下單個(gè)像元的補(bǔ)償因子進(jìn)行標(biāo)定，然后將各個(gè)像元的補(bǔ)償因子進(jìn)行擬合，得出各個(gè)像元的漸暈恢復(fù)公式，與前兩種相比，此方法有一定的優(yōu)越性，但它運(yùn)算量大、 占存儲(chǔ)空間多且需要硬件測試設(shè)備，同時(shí)受拍攝環(huán)境和相機(jī)參數(shù)的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠快速消除漸暈現(xiàn)象的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置包括根據(jù)最大漸暈臨界點(diǎn)位置的橫坐標(biāo)Xmd，截取最大漸暈臨界點(diǎn)以內(nèi)原始圖像的裝置；
對最大漸暈臨界點(diǎn)以內(nèi)原始圖像進(jìn)行糾正得到復(fù)原圖像的裝置。本發(fā)明只對在最大漸暈臨界點(diǎn)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)量小、速度快、效率高。所述最大漸暈臨界點(diǎn)位置的橫坐標(biāo)Xmd通過下述方法得到根據(jù)光學(xué)臨界邊緣的衍射能量分布，經(jīng)過最小二乘擬合法擬合得到反射鏡拼接漸暈光能量分布圖，然后利用公式I-I < E，求解出最大漸暈臨界點(diǎn)位置的橫坐標(biāo)Xmd，其中I 為光能量幅值，E為臨界誤差。所述臨界誤差E小于0.01。采用上述方法計(jì)算最大漸暈臨界點(diǎn)位置的橫坐標(biāo)Xmd，不需要測量相關(guān)的光學(xué)和幾何參數(shù)，不需要事先進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，具有廣泛的適用性。所述對最大漸暈臨界點(diǎn)以內(nèi)原始圖像進(jìn)行糾正得到復(fù)原圖像的裝置包括圖像灰度值二維擬合曲面運(yùn)算裝置利用式(1)、(2)進(jìn)行迭代運(yùn)算直至
權(quán)利要求
1.一種基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置，其特征在于包括根據(jù)最大漸暈臨界點(diǎn)位置的橫坐標(biāo)Xmd，截取最大漸暈臨界點(diǎn)以內(nèi)原始圖像的裝置； 對最大漸暈臨界點(diǎn)以內(nèi)原始圖像進(jìn)行糾正得到復(fù)原圖像的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置，其特征在于所述最大漸暈臨界點(diǎn)位置的橫坐標(biāo)xmd通過下述方法得到根據(jù)光學(xué)臨界邊緣的衍射能量分布，經(jīng)過最小二乘擬合法擬合得到反射鏡拼接漸暈光能量分布圖，然后利用公式I-I < E，求解出最大漸暈臨界點(diǎn)位置的橫坐標(biāo)Xmd，其中I為光能量幅值，E為臨界誤差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置，其特征在于 E 彡 0. 01。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置，其特征在于所述對最大漸暈臨界點(diǎn)以內(nèi)原始圖像進(jìn)行糾正得到復(fù)原圖像的裝置包括圖像灰度值二維擬合曲面運(yùn)算裝置利用式(1)、⑵進(jìn)行迭代運(yùn)算直至
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置，其特征在于所述目標(biāo)約束函數(shù)F(X)的約束精度ε彡0.1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置，其特征在于所述目標(biāo)約束函數(shù)F(X)的約束精度ε =0.001。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置，其特征在于所述式(1)、(2)中，X的初始值Χ°等于原始圖像上像素點(diǎn)灰度值的平均值;式(3)、(4), (5)、(6)中χ。，仏的初始值為圖像中心坐標(biāo)乂，乂，！^和！^的初始值為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于曲面擬合的反射鏡拼接漸暈消除裝置，該裝置包括根據(jù)最大漸暈臨界點(diǎn)位置的橫坐標(biāo)xend，截取最大漸暈臨界點(diǎn)以內(nèi)原始圖像的裝置；圖像灰度值二維擬合曲面運(yùn)算裝置；利用圖像灰度值二維擬合曲面對最大漸暈臨界點(diǎn)內(nèi)原始圖像進(jìn)行糾正得到復(fù)原圖像的裝置。本發(fā)明不需要測量相關(guān)的光學(xué)和幾何參數(shù)，不需要事先進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)以確定漸暈系數(shù)；只對在最大漸暈臨界點(diǎn)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)量小、速度快、效率高；采用最速下降法求解曲面參數(shù)得到圖像二維擬合曲面，能夠獲得比較準(zhǔn)確的參數(shù)估計(jì)，并且簡化了求解過程；本發(fā)明能夠應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目中，具有廣泛適用性。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102314672SQ20111021652
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者任建岳, 張星祥, 陶明慧 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所