اصلاح هندسی تصاویر سنجنده پوش بروم و ابرطیفی BaySpec OCI-F از طریق تخمین ارتباط هندسی میان فریم های ویدئویی هم زمان، به کمک تناظریابی کمترین مربعات (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
ضرورت دسترسی به کاربردهای وسیع تصاویر ابرطیفی سبب توسعه سیستم های تصویربرداری نوآورانه و اقتصادی در ثبت این تصاویر شده است. به منظور استفاده از این تصاویر، لازم است ارتباط هندسی دقیقی میان آنها و فضای زمین برقرار شود و این فرایند نیازمند نقاط کنترلی بسیاری است. این نکته ضرورت توسعه راهکارهای اصلاح هندسی منطبق با ساختار هریک از این دوربین ها را بارز می کند. سنجنده (nm 400-1000) BaySpec OCI-F یکی از سیستم های نوآورانه ای است که تصاویر ابرطیفی را با هندسه تصویربرداری پوش بروم دریافت می کند. این سنجنده، علاوه بر یک سنسور پوش بروم، از یک سنسور فریم نیز بهره می برد که هم زمان با سنسور پوش بروم و با رزولوشن مکانی زمانی مشابه، تصویر را دریافت می کند. در این مقاله، روشی برای اصلاح هندسی تصاویر پوش برومِ این سنجنده بیان شده است. در بخش اول این روش، با توجه به ساختار تصویربرداری دوربین، ارتباط هندسی میان آرایه خطی و سنسور فریم در قالب پارامترهای کالیبراسیونی مشخص می شود. در ادامه، به کمک برآورد ارتباط هندسی میان تصاویر فریم متوالی، پیکسل های تصویر پوش بروم در کنار یکدیگر چیده و تصویر اصلاح شده تولید می شود. در این روش، ارتباط هندسی میان هر جفت فریم متوالی به طور مستقیم، ازطریق تناظریابی کمترین مربعات، محاسبه می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که این روش، به طور متوسط، 2/62% از اعوجاجات هندسی تصویر خام را کاهش داده است. این کاهش سبب شده است متوسط دقت مدل های درون یاب عمومی ساده دوبعدی و سه بعدی بین فضای تصویر و زمین، به ترتیب، 9/39% و 1/34% افزایش یابد.Geometric Correction of BaySpec OCI-F Pushbroom Hyperspectral Images via the Sequential Geometric Mappings among Simultaneous Video Frames Estimated by Least Square Matching
Due to the wide applications of hyperspectral images, economical and innovative imaging systems are developed to acquire such images. In order to use hyperspectral images, it is necessary to establish an accurate relation between the ground space and the image space, which needs numerous Ground Control Points (GCPs). This fact highlights the need for developing geometric corrections methods for any camera design. BaySpec OCI-F (400-1000 nm) is one of the innovative cameras that acquires pushbroom hyperspectral images. In addition to the pushbroom sensor, the camera uses a frame sensor that acquires images at the same time as the pushbroom sensor and with the same temporal rate. In this article, a geometric correction method for pushbroom images of OCI-F camera is proposed. Based on the camera’s imaging design, the first step of the method determines a set of calibration parameters which geometrically relates the pushbroom and the frame sensors. Then using this relation and the geometric relations among consecutive frames, the pixels of the pushbroom scene are rearranged and form the corrected image. The proposed method determines the relation among the consecutive images via Least Square Matching (LSM) method. The results show that the correction method has decreased the geometric distortions of the raw pushbroom scene by 62.2% on average. Such a reduction causes the average accuracies of two-dimensional and three-dimensional generic models which relate image space and ground space together, to increase by 34.1% and 39.9% respectively.
تبلیغات
