大气散射对航空相机斜视成像质量影响分析与图像质量提高方法研究

【摘要】本文是在863项目某航空相机的研究背景下，针对高空远距离的航空相机成像完成大气散射对成像质量的影响分析和图像质量提高方法研究。首先，大气对流层中的散射、吸收、折射、扰动和偏振影响航空相机的成像。对于航空相机斜视成像来说，主要的影响因素是大气散射。通过建立相应的数学模型表达大气散射对成像的影响，由此完成传递函数和信噪比分析；其次，采用先进的大气散射模型，通过MODTRAN计算分析出不同天气条件、不同太阳位置、不同摄影范围对遥感图像的像质影响，结合相机系统的传递函数进而分析出清晰拍摄所必须的天气条件最低要求，提出能够清晰拍摄的天气条件阈值；接着，通过对各类去雾算法优缺点分析和实验对比选择合适的方法并对其进行优化，利用建立的斜视遥感图像退化模型和改进的暗原色先验算法达到了较好的去雾效果；最后，基于先验知识和建立的斜视遥感模型，在保证图像真实性的前提下，通过软件编程实现高空远距离斜视遥感图像质量提高，并由普遍图像质量评价方法开展基于高空远距离斜视遥感图像质量提高的图像性能评价方法研究。本文针对斜视遥感图像的对比度低、色彩保真度差等问题，建立大气散射的传递函数和信噪比模型，利用大气辐射传输软件MODTRAN分析出可清晰拍摄的天气阈值条件，建立了雾天斜视遥感图像的退化模型，利用遥感影像景深变化不大的特点，在保证不明显降低去雾效果的前提下对暗原色先验算法不足进行改进，提出了一种斜视遥感图像的去雾方法，使处理时间变为原来的15%左右,相关图像清晰度评价指标也得到大幅度提高。通过对一系列航拍雾图的处理，表明该方法可以明显地从物理特性上去除雾的干扰，复原得到高质量的图像。
【作者】程金涛；
【导师】丁亚林；
【作者基本信息】中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)，机械工程，2013，硕士
【关键词】航空相机；大气散射；传递函数；信噪比；暗原色先验；去雾；

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