[发明专利]基于航拍图像的多曝光融合系统

说明书

本发明公开了一套基于航拍图像的多曝光融合系统，该系统含有图像配准、图像校正、图像融合功能模块：配准模块包括提取图像特征点以及图像匹配；校正模块包括图像的校正及裁剪；融合模块采用多曝光图像融合算法进行图像的融合。本发明采用数张航拍地点相近的图像，改变了以往多曝光融合的图像需在固定点拍摄的弊端，实现了成像设备与成像目标有相对位移的图像动态范围提升，能够消除航拍时的位移误差，有效扩展航拍图像的动态范围，更好应用于航拍图像。同时通过软件操作，保证了使用者对航拍图像融合的可视化操作，感受到图像融合的高效性与便利性。

技术领域

本发明涉及基于航拍图像的多曝光融合系统，涉及多曝光融合领域，图像配准领域、空间航拍图像领域以及开发系统搭建等领域。

背景技术

近年来，国内外许多公司及个人都将无人机技术结合运用到自身领域中，利用无人机技术进行海洋、城市、林场、牧场、农田等环境检测及拍摄都具有重大的意义。可是将无人机的遥感图像直接进行使用，会产生局部曝光过度或细节缺失等情况，所以这时就需要扩展航拍图像的动态范围。

在高动态范围(high dynamic range,HDR)图像生成领域，目前国内外应用最为广泛的方法是硬件感光元件直接获取HDR图像的方法和多曝光图像融合方法。这两种方式存在以下缺陷：采用直接获取HDR图像需要特定的拍摄设备，硬件成本较高；采用现有的多曝光图像融合方法只能基于成像设备与成像目标不能有相对运动这一前提之上，对于航拍图像间有相对位移、镜头抖动、拍摄角度不同等特点没有很好的解决。因此，迫切需要一种成本较低且基于航拍图像特性的高动态图像融合方案。因此需要增加其他技术来解决航拍图像的特殊问题。

由于多曝光图像融合方法对于扩展图像动态范围有着很好的效果，只是不完美适用于航拍图像的特性，这就需要引入图像配准技术来消除成像设备与成像目标间的运动。图像配准(Image registration)是将不同成像时间、不同图像传感器或不同成像条件下获取的两幅或多幅图像，通过空间变换进行匹配，使图像内容达到空间或者解剖上的一致。根据所使用的理论和方法，图像配准可分为基于灰度配准、基于特征配准和基于对图像的理解和解释进行配准三种。基于特征的配准的基本思想是提取待配准图像中的特征点、线、区域等特征信息，利用算法将对应特征进行匹配，然后计算出空间变换模型的各个参数。这种方法对图像灰度的整体变化有一定鲁棒性，所以本系统采取此方法进行图像的配准。

发明内容

针对航拍图像扩展动态范围，需要一个解决目标与相机有相对运动且成本较低的方案，选择多曝光融合可以节省成本这一可行点；同时在图像融合模块之前加入图像配准和校正模块，更好解决航拍图像间的位移这一问题，用于扩展空间图像的动态范围。

本发明采用的技术方案为基于航拍图像的多曝光融合系统，该系统包括航拍图像信息数据库图像配准模块、图像校正模块和图像融合模块；航拍图像信息数据库包括航拍图片以及航拍镜头信息；

航拍图像信息数据库的设计与搭建：根据无人机所传输的图像信息、镜头参数等数据信息，以及无人机方向信息等，设计并分类于航拍图像信息数据库，并根据所采集的信息运用数据库技术及SQL语言设计用于管理的数据库。航拍图像信息数据库分为以下数据表：分别为航拍图片表、无人机镜头参数数据表、无人机方向信息表构成。航拍图片表为本数据库设计核心数据表，航拍图片表的主键作为无人机镜头参数数据表、无人机方向信息表的外键，航拍图片表、无人机镜头参数数据表、无人机方向信息表三者紧密相连。海航拍图像信息数据库采用MySQL数据库，同时图片以保存的路径的方式存储到数据库中。实现地理信息数据库的访问以及对应的增删改查操作。