6几何失真校正.pdf

数字图像处理数字图像处理 第第77章章 图像复原图像复原 7.57.5 几何变换几何变换 （（几何失真校正几何失真校正 ）） – 图像在获取过程中，由于成像系统的非线性、 飞行器的姿态变化等原因，成像后的图像与原 景物图像相比景物图像相比，，会产生比例失调会产生比例失调，，甚至扭曲甚至扭曲。。 • 以上图像退化现象称之为几何失真。 • 有几何畸变的图像 – 不但视觉效果不好 – 而且在对图像进行定量分析时提取的形状而且在对图像进行定量分析时提取的形状、、距距 离、面积等数据也不准确。 典型的几何失真典型的几何失真 • 11．．系统失真系统失真 • 光学系统、电子扫描系统失真而引起的斜视畸变、枕 形形、、桶形畸变等桶形畸变等，，都可能使图像产生几何特性失真都可能使图像产生几何特性失真。。 (a) (b) (c) (d) (a)(a)原图像原图像； (b)(b) 梯形失真梯形失真； (c)(c) 枕形失真枕形失真； (d)(d) 桶形失真桶形失真 典型的系统几何失真 • 2．非系统失真 • 从飞行器上所获得的地面图像从飞行器上所获得的地面图像，，由于飞行器的姿由于飞行器的姿 态、高度和速度变化引起的不稳定与不可预测的 几何失真几何失真 – 这类畸变一般要根据航天器的跟踪资料和地面设置控 制点办法来进行校正制点办法来进行校正。。 • 典型的非系统失真如图所示。 几何畸变校正几何畸变校正一般分两步来做般分两步来做 • 几何畸变校正要对失真图像进行精确的几何校 正。 • 通过几何变换来校正失真图像中的各像素位置通过几何变换来校正失真图像中的各像素位置，， 以重新得到像素间原来的空间关系以重新得到像素间原来的空间关系，，包括原来包括原来 的灰度值关系。 • 第一步：图像空间坐标的变换； • 第二步：重新确定在校正空间各像素点的取值。 7.5.17.5.1空间几何坐标变换空间几何坐标变换 • 按照一幅标准图像按照一幅标准图像f (x,y )或一组基准点去或一组基准点去 校正另一幅几何失真图像gg((x‘,yy ’)) 。 – 根据两幅图像的一些已知对应点对建立起函 数关系式数关系式，，将失真图像的将失真图像的xx ‘-y’y 坐标系变换到坐标系变换到 标准图像x-y 坐标系，从而实现失真图像按 标准图像的几何位置校正标准图像的几何位置校正，，使使ff ((x,x, yy)) 中的每中的每 一像点都可在g (x, y) 中找到对应像点。 x ′ h (x ,y ) ⎧ 1 ⎨⎨ ′′ y hh ((x ,y )) ⎩⎩ 2 几何校正方法可以分为两类几何校正方法可以分为两类：： • 在h 、h 已知情况下的校正方法 1 2 – 一般通过人工设置标志一般通过人工设置标志，，如卫星照片如卫星照片 通过人工设置小型平面反射镜作为标 志志。。 •• 在在hh 、、hh 未知的情况下的校正方法未知的情况下的校正方法。。 1 2 – 通过控制点之间的空间对应关系建立 线性或高次方程组求解方程组中坐标 之间的对应关系之间的对应关系。。 • 以三角形线性法为例讨论变换问题。 空间变换 变形后的老虎变形后的老虎 校正后的老虎校正后的老虎 空间变换 空间变换 校正空间像素点灰度值的确定校正空间像素