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第四章 数字影像相关 * 第一节 概述 模拟摄影测量、解析摄影测量： 量测工作人工进行，即需人眼在立体观察情况下，使左、右测标对准左、右同名像点。 第一节 概述 数字摄影测量： 用计算机视觉代替人眼的立体观察完成摄影测量任务，如：同名像点的量测。具体讲：利用相关技术，实现真正的自动化测图。 基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象用数字方式表达的几何、物理信息的摄影测量学的分支学科。 第一节 概述 数字摄影测量核心－影像匹配 第一节 概述 模拟、解析、数字摄影测量比较 计算机 解析测图仪 模拟测图仪 仪器 产品 操作方式 投影方式 原始资料 数字4D 自动＋干预 数字投影 数字影像 数字 模拟、数字 机助 数字投影 像片 解析 模拟产品 手工 物理投影 像片 模拟 第二节 影像数字化及重采样 一、影像数字化器 电子光学扫描器 固体阵列数字化器 核心部件：CCD 面阵列－DMC、UCD 线阵列－ADS40、SPOT(HRG、HRS) 第二节 影像数字化及重采样 二、影像数字化 1、影像灰度 灰度又称光学密度，在摄影底片上反映的是底片的透明程度。 第二节 影像数字化及重采样 2、采样与量化 采样：对实际连续函数模型离散化的量测过程。 像片上的像点是连续分布的，每隔一定间隔读取一个点的灰度。 A.间隔的选择：数据量、影像分解力。 B.应符合影像采样定理。 量化：将采样点的灰度数值转化成某种等距的灰度级。 第二节 影像数字化及重采样 3、数字影像 灰度阵列： －灰度级 扫描坐标系： 第二节 影像数字化及重采样 三、数字影像内定向 确定扫描坐标系与像平面坐标系关系，并顾及数字影像可能存在的变形。 通常选取像片的四个框标点，组成误差方程、平差求解。 仿射变换 第二节 影像数字化及重采样 四、数字影像重采样 计算不位于象素中心点位置的灰度的过程－重采样。 最邻近像元法 双线性内插法 双三次卷积法 第二节 影像数字化及重采样 最邻近像元法 P 直接取与P(x,y)点位置最邻近像元N的灰度值作为P点的灰度。 第二节 影像数字化及重采样 双线性内插法 利用周围四个像元内插灰度值。 g1 g2 g3 g4 g 第三节 基于灰度的影像相关 摄影测量中，立体像对的量测是提取物体三维信息的基础。 数字摄影测量中，以影像匹配的方法代替传统的人工观测，实现数字影像中寻找左、右同名像点的目的。 早期：相关技术 发展：多种影像匹配技术 第三节 基于灰度的影像相关 影像匹配包括： （1）基于待相关点的小区域内影像灰度—区域相关 （2）基于特征的影像匹配 影像相关：电子、光学、数字三种方式。 解决在数字影像中寻找左、右同名像点问题。 原理：影像相关是利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点 。 数字相关: 利用计算机对数字影像进行数值计算的方式完成影像相关。 第三节 基于灰度的影像相关 相关系数法 n n 目标区（左片） 有哪些信誉好的足球投注网站区（右片） m l 第三节 基于灰度的影像相关 （1）以目标点为中心，建立目标区 （2）根据目标点的坐标 以近似点位为中心建立 有哪些信誉好的足球投注网站区窗口。相关窗口个数为 (3）有哪些信誉好的足球投注网站区内, 沿两个方向依次取 计算其与目标区的相似性测度 ，在右片上预测同名点近似点位。 的灰度阵列， 最大者对应的相关窗口中心点即为待定点的同名像点。 第四节 核线相关 二维窗口相关：计算工作量大。 核面：摄影基线与同名光线构成的平面。即过摄影基线所作的任意一个与像片面相交的平面 核线：核面与像片面的交线。 同名像点位于同名核线上。 二维相关→一维核线相关。 两种方法－基于影像几何纠正、基于共面条件方程 第四节 核线相关 第四节 核线相关 一、核线几何解析－基于数字影像几何纠正 “相对水平”像对上－核线互相平行，同名核线的纵坐标相等。 第四节 核线相关 设 显然，在“相对水平”像片上， 时，即得到一条核线。 第四节 核线相关 “水平像片” 倾斜像片 *