应用相位相关法的TDICCD空间相机像移测量方法

《应用相位相关法的TDICCD空间相机像移测量方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第23卷第3期航天器工程V01．23No．32014年6月SPACECRAFTENGINEERING29应用相位相关法的TDICCD空间相机像移测量方法胡超王小勇(北京空间机电研究所，郭崇岭北京100094)摘要空间相机亚像素精度的像移高精度测量是一项技术难题。文章针对高分辨率TDICCD空间相机的成像特点提出一种直接测量像移的方法，该方法利用高速图像传感器获取图像序列，然后采用基于局部上采样的相位相关法来测定亚像素像移变化曲线。Matlab软件的仿真实验结果表明，该方法对图像噪声和灰度变化有很高

2、的容忍度，其测量精度在图像信噪比高于10dB时优于0．1个像元。关键词相位相关；TDICCD相机；高分辨率；像移测量；亚像素中图分类号：V19；TP751．1文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．03．006TDICCDSpaceCameraImageMotionMeasurementBasedonPhaseCorrelationHUChaoWANGXiaoyongGUOChongling(BeiiingInstituteofSpaceMechanics

3、&Electricity，Beijing100094，China)Abstract：Obtainingimagemotioninformationduringspacecameraimagingforreal—timecompen—sationforhardwareorpost—timerestorationisanimportantmeanstoimproveresolvingpowerofhigh—resolutionspacecamera．Achievinghighmeasurementpr

4、ecisionofsub—pixelisalwaysatechnicalproblem．Accordingtotheimagingcharactersofhigh—resolutionTDICCDcamera，thispaperproposesamethodtodirectlymeasureimagemotion．Themethoduseshigh—speedimagesensortoacquireimagesequence，andthenadoptsphasecorrelationalgorit

5、hmbasedonthelocalfrequencysamplingtodeterminethesub—pixelimagemotioncurve．Matlabsimulationexperi—mentsshowthatthemethodhashightoleranceofimagenoiseandgrayscalechange，anditsmeas—urementaccuracyisbetterthan0．1pixelwhentheSNRofimagesishigherthanlOdB．Keyw

6、ords：phasecorrelation；TDICCDcamera；high—resolution；imagemotionmeasurement；sub—pixel引言目前高分辨率相机多采用推扫成像的时间延迟积分CCD(TDICCD)来实现轻小型化和解决光通量不足的问题‘卜2

7、，以提高图像分辨率。空间相机在曝光时间内，由于卫星在轨高速飞行及卫星平台非稳定因素，都会使影像在像面上发生平移(即像移)，造成图像模糊或几何扭曲，导致相机实际分辨率降低，影响相机图像质量。随着空间相机分辨率指标的提高，对卫

8、星平台稳定性的要求也随之提高，卫星平台非稳态因素造成的像移对相机成像质量的影响越来越重要[1q]。高精度的像移补偿系统是获取高分辩遥感图像的重要研究方向，要想获得高精度的像移收稿日期：2014—02—11：修回日期：2014—05—06作者简介：胡超，男，硕士研究生，研究方向为航天光学遥感器总体设计。Email：chaohero@qq．tom。30航天器工程23卷补偿效果，必须先对像移进行精确感知，像移测量成为高分辨率成像的关键技术之一。传统的像移获取方法主要依赖星敏感器、光纤陀螺等姿态测量机构，

9、根据测量的姿态参数和GPS数据计算出像移，然而这种方法精度不高，测量频率有限。解决此问题的方法通常是增加卫星姿态控制的稳定性，并同时减小由动量轮或其它因素引起的卫星振动，但是这将大幅增加卫星的费用、尺寸和质量[4]。目前有一种在空间相机焦面或其他位置安装辅助图像传感器用于获取像移的方法，辅助图像传感器选用小型高速面阵互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合器件(CCD)探测器，利用图像处理算法直接求出图像间的像移[5]。为了防止图像模糊，辅助图像传感器获取图像的曝光时间很短，图像