[发明专利]一种视频卫星在轨视频稳像方法

说明书

一种视频卫星在轨视频稳像方法，涉及一种针对视频卫星的在轨视频稳像的方法，解决现有视频卫星稳像方法存在硬件结构复杂以及算法复杂度高，导致不利于星上嵌入式实现的问题，本发明采用相位相关+图像截取+光流稳像的方法对视频卫星影像进行稳像。首先依据现有视频卫星成像特点，连续两帧影像间差异以平移为主，采用相位相关法对图像平移量进行判断；再通过对截取后的小块图像计算角点，生成原始图像对应的全局角点；最后采用光流和RANSAC方法实现高精度稳像，避免了星上定位定姿设备固有精度误差对稳像的影像，实验中采用长光卫星技术有限公司的视频卫星下传的视频图像，验证了该发明的实用性。

技术领域

本发明涉及一种针对视频卫星的在轨视频稳像的方法，可实现在轨快速、高精度稳像，应用于具有凝视成像模式的视频卫星，可为运动目标在轨识别、检测及跟踪提供稳定的视频图像。

背景技术

现今，视频卫星已具有多种成像模式：推扫、面阵、夜光及凝视成像等，其中凝视成像可以获取运动目标的运行信息，使其成为视频卫星设计不可或缺的重要工作模式。为了提高运动目标信息获取的时效性，进一步提高视频卫星遥感的价值，需要在轨进行目标检测、识别及跟踪，因而要求视频多帧影像保持空间位置恒定。但受卫星空间运行和卫星姿控系统精度的影像，多帧影像间存在一定的投影变换。因此在进行运动目标信息计算前，结合卫星自身能效约束，实现在轨快速、高精度视频稳像，具有重要的工程应用价值。

专利“一种移动终端视频的电子稳像方法，公开号：CN104902142A”公开了一种用于移动终端视频的电子稳像方法，该方法旨在利用陀螺仪、加速度计、地磁传感器等姿态传感器测量视频的帧间运动矢量，从而对抖动的视频帧进行补偿稳像，但该专利所用传感器较多，星上应用存在难度；专利“一种用于微纳卫星的视频稳像方法”，公开号：CN106027852A，公开了一种用于微纳卫星的稳像方法，使用陀螺仪获取相机的运动信息，采用SIFT算法提取图像特征点，但SIFT算法复杂度较高，运算相对复杂，不利于星上嵌入式实现。且两者均为没有给出对视频卫星的稳像效果。

发明内容

本发明为解决现有视频卫星稳像方法存在硬件结构复杂以及算法复杂度高，导致不利于星上嵌入式实现的问题，提供一种视频卫星在轨视频稳像方法。

一种视频卫星在轨视频稳像方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、图像预处理；

步骤一一、连续读取两帧视频图像，分别记作参考图像I₁和待稳像图像I₂，截取两幅图像的特定区域分别记为图像I'₁和图像I'₂，采用傅里叶变换方法，计算图像I'₁和图像I'₂的平移量；

步骤一二、对参考图像I₁进行裁剪和对待稳像图像I₂进行平移；

根据步骤一一中获得的图像I'₁的平移量对参考图像I₁进行上下、左右裁剪量解析，根据图像I'₂的平移量对待稳像图像I₂进行上下、左右平移量解析；

若Δx'＞roi/2，则x轴方向的平移量mx＝Δx'-roi，表示待稳像图像I₂右部分向左移动-mx个像元，同时表示参考图像I₁保留左部分，右部分-mx列像素置零；

若Δx'＜roi/2，则x轴方向的平移量mx＝Δx'，表示待稳像图像I₂的左部分向右移动mx个像元，同时表示参考图像I₁保留右部分，左部分mx列像素置零；