[发明专利]高分辨率大视场航空成像装置及其方法

权利要求书

1.高分辨率大视场航空成像装置，其特征在于：包括用于采集图像的图像采集系统；将图像采集系统的视频信号，按相邻两图像的重叠比例直接进行图像拼接，针对直接拼接的小错位和拼接缝处色差，利用拼接算法进行水平、垂直、旋转小错位矫正和消除色差，将多幅图像拼接成高分辨率大视场航空图像的图像处理系统，以及图像输出装置，图像采集系统与图像处理系统连接，图像输出装置与图像处理装置连接。

2、根据权利要求1所述的高分辨率大视场航空成像装置，其特征在于所述图像采集系统由4个摄像头组成，整体组成的外形呈弧面，以保证相邻两个摄像头的视场有一定的重叠。

3.一种实现权利要求2所述高分辨率大视场航空成像装置的方法，其特征在于包括以下步骤：

图像采集系统采集图像，根据摄像头的焦距、CCD的尺寸和摄像头之间的夹角，计算获得相邻两个视场的重叠比例，并传输至图像处理系统；

图像处理系统采集四个摄像头的视频信号，根据拼接算法将四幅图像拼接成高分辨率大视场图像，并输出至图像输出装置。

4、根据权利要求3所述的实现方法，其特征在于：图像处理系统采集四个摄像头的视频信号，根据拼接算法将四幅图像拼接成高分辨率大视场图像是：

首先，对相邻第一组摄像获得的航空图像进行拼接，即根据该组摄像头分别构成的视场的重叠比例，获得两幅图像的粗匹配点，然后针对粗匹配点存在水平、垂直和旋转小错位问题，利用去均值归一化灰度互相关的算法进行矫正，得到精匹配点，最后利用基于灰度的图像融合算法，消除拼接缝处的色差，得到该相邻摄像头的拼接图。

其次，对另一组相邻摄像头获得的航空图像进行拼接，即根据该相邻摄像头构成的视场的重叠比例，获得两幅图像的粗匹配点，然后针对粗匹配点存在水平、垂直和旋转小错位问题，利用去均值归一化灰度互相关的算法进行矫正，得到精匹配点，最后基于灰度的利用图像融合算法，消除拼接缝处的色差，得到另一组相邻摄像头的拼接图。

最后，对两组相邻摄像头分别构成的两幅拼接图进行拼接，获得两幅拼接图的粗匹配点，然后针对粗匹配点存在水平、垂直和旋转小错位问题，利用去均值归一化灰度互相关的算法进行矫正，得到精匹配点；最后利用基于灰度的图像融合算法，消除拼接缝处的色差，获得高分辨率大视场航空拍摄图像。

5、根据权利要求4所述的实现方法，其特征在于，所述相邻两图像的重叠比例的获得是通过按照整体呈弧面放置摄像头，使相邻两个摄像头的视场有一定的重叠而获得。

6、根据权利要求4所述的实现方法，其特征在于相邻两图像的重叠比例的计算是：

当两个光学参数相同，保持一定角度的摄像机对同一个方向摄像时，其视场产生重叠，当两个光学参数相同，保持一定角度的摄像机对同一个方向摄像时，其视场重叠比例为：

q′a′=12-tan(α2-β)2*tanα2]]>q′b′=12-tan(α′2-β′)2*tanα′2---(1)]]>

其中，α是镜头的水平像场角，α′是镜头的垂直像场角，a′是CCD有效宽度，b′是CCD的有效高度，q′采集重叠视场的CCD长度，β为相邻两视场之间的交角。