《数字影像相关》PPT课件.ppt

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,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,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。,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,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,搜索区窗口。相关窗口个数为,(3）搜索区内,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,第四节 核线相关,“水平像片”,倾斜像片,第四节 核线相关,2.在相对水平的像片上，令 v=C，等间隔取,3.倾斜像片上得到一系列像点坐标（核线）,4.灰度赋值得到核线影像。,倾斜影像4框标点投影到“水平像片”，计算“水平像片”范围,第四节 核线相关,核线重采样,格网点坐标,倾斜像片点坐标,不一定位于原始像片上像元素的中心，必须重采样。通常用双线性多项式内插得到。,第四节 核线相关,二、核线几何解析投影轨迹法,直接在倾斜像片上获取核线影像,第四节 核线相关,三、核线几何解析基于共面条件方程,直接在倾斜像片上获取核线影像,已知左片上点,1.确定左片上过该点的核线,2.确定右片上同名核线,左核线方程,第四节 核线相关,三、核线几何解析基于共面条件方程,设右片上点,右核线方程,