航空相机像移补偿与图像处理技术

本书针对航空相机运动过程中存在的像移导致图像模糊问题，介绍了像移的产生、检测、补偿以及图像滤波、超分辨率成像技术等图像处理技术。靠前章主要阐述了像移补偿技术的研究背景和靠前外发展现状；第二章简单介绍了航空遥感相机的特点；第三章介绍了几种传统的像移检测方法原理；第四章介绍了基于互相关灰度投影算法的面阵CCD航空相机像移检测原理与实现。第五章介绍了图像复原与图像增强的基本理论。第六章介绍了基于随机共振技术的图像滤波理论。第七章介绍了基于随机共振的面阵CCD图像滤波算法与实现。第八章介绍了基于B样条神经网络法的面阵CCD相机的超分辨率成像技术理论与实现。

前言
第1章 绪论 1
1.1 像移补偿技术研究背景及意义 1
1.2 像移补偿技术现状及发展趋势 1
1.2.1 像移补偿技术现状 1
1.2.2 传统像移补偿技术存在的问题 2
1.2.3 像移补偿技术的发展趋势 3
1.3 本书的主要内容 4
第2章 航空遥感相机概述 6
2.1 航空遥感成像技术的发展 6
2.2 CCD的特点、分类及应用 6
2.3 国内外CCD图像传感器与航空遥感相机的发展概况 10
2.3.1 国外CCD图像传感器与航空遥感相机的发展概况 10
2.3.2 国内CCD图像传感器与航空遥感相机的发展概况 15
第3章 像移检测原理 17
3.1 线阵CCD航空相机像移检测原理 17
3.1.1 平行狭缝法 17
3.1.2 扫描相关法 17
3.1.3 外差法 18
3.1.4 光程差法 19
3.1.5 直接计算法 20
3.2 面阵CCD航空相机像移检测原理 21
3.2.1 系统组成 21
3.2.2 工作原理 21
3.2.3 面阵CCD相机的选择 23
第4章 基于互相关灰度投影算法的面阵CCD相机像移检测技术 24
4.1 研究原则与方案选择 24
4.2 相关法概述 25
4.2.1 自相关函数、互相关函数的定义及物理意义 25
4.2.2 互相关法测量速高比值的基本思想 26
4.3 基于互相关灰度投影算法的图像位移矢量测量 27
4.3.1 灰度投影算法概述 27
4.3.2 互相关灰度投影算法的提出 28
4.3.3 图像位移测量 29
4.4 图像位移矢量与像移值的转换 32
4.5 实时性分析与实现 32
4.6 模拟实验与测量精度 33
第5章 航空图像滤波 36
5.1 图像噪声概述 36
5.1.1 图像噪声的产生 36
5.1.2 图像噪声的分类 36
5.1.3 图像噪声的特点 37
5.2 航空遥感CCD相机滤波 37
5.2.1 CCD相机滤波的提出 37
5.2.2 CCD相机技术指标 38
5.2.3 CCD的噪声和信噪比 42
5.3 图像复原 46
5.3.1 图像的退化 46
5.3.2 常见噪声及其概率密度函数 53
5.3.3 图像复原方法 57
5.3.4 图像的几何校正 66
5.3.5 运动模糊图像的复原 73
5.4 图像增强 74
5.4.1 图像的对比度增强 74
5.4.2 直方图修正 78
5.4.3 空域滤波增强 89
5.4.4 频域滤波增强 100
第6章 随机共振理论及图像的随机共振 109
6.1 随机噪声 109
6.2 随机共振理论 109
6.2.1 概述 109
6.2.2 随机共振内在机制研究 110
6.2.3 经典随机共振理论 112
6.2.4 非经典随机共振理论 115
6.3 图像随机共振中的问题 117
6.4 图像的随机共振 118
6.4.1 图像的一维随机共振 118
6.4.2 图像的二维随机共振 120
6.5 图像随机共振与传统图像增强对比 123
第7章 基于随机共振的面阵CCD图像滤波算法 128
7.1 基于变尺度随机共振的面阵CCD滤波算法 128
7.1.1 随机共振航空图像滤波算法步骤 129
7.1.2 自适应噪声强度的优化 131
7.1.3 优选峰值信噪比点的快速搜索算法 131
7.1.4 不同滤波方法效果对比 136
7.1.5 大、小噪声强度下不同滤波方法效果对比 138
7.1.6 随机共振不同加噪次数性能对比 139
7.2 参数自适应随机共振算法 140
7.2.1 遗传算法 140
7.2.2 粒子群优化算法 146
7.2.3 基于PSO算法的随机共振参数优化仿真实验 147
第8章 面阵CCD相机的超分辨率成像 152
8.1 CCD像元超分辨率成像技术 152
8.1.1 CCD图像超分辨率技术的引出 153
8.1.2 超分辨率技术的研究现状 153
8.1.3 表征系统空间分辨率的两个要素 154
8.2 基于B样条插值法的面阵CCD超分辨率成像 155
8.2.1 B样条数学理论 155
8.2.2 基于面阵CCD的亚像元动态成像系统原理 158
8.2.3 基于面阵CCD的亚像元图像的B样条插值 160
8.2.4 基于B样条插值法的面阵CCD超分辨率成像仿真 161
8.3 基于神经网络的面阵CCD超分辨率成像 162
8.3.1 人工神经网络 162
8.3.2 BP神经网络 167
8.3.3 基于BP神经网络的面阵CCD超分辨率成像 175
参考文献 180