微纳卫星低照度成像像质提升研究

发布时间：2017-05-26 19:21

  本文关键词：微纳卫星低照度成像像质提升研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在以夜间、晨昏为代表的低照度环境,我国对地遥感信息采集尚未实现,实际应用中目前仍处于空白阶段。低照度遥感信息的获取,对于军事国防、灾难应急乃至信息商业化都具有重要意义,这种全天候的态势感知能力急待补全,对实现对地遥感的全面信息化具有重要意义。遥感图像采集模块主要由遥感传感器与遥感平台两部分组成。目前,新兴的敏捷型微纳卫星平台给我们带来了一种获取低照度遥感图像的途径,利用这种卫星平台具有的快速调节能力,可以实现凝视模式的成像方式,能够大幅度的提升积分时间,在这种情况下结合微光成像传感器,最终实现低照度遥感图像的采集。本文通过对国内外现有相关领域的研究成果调查研究,深入研究了这种方法的可行性与限制因素,进行建模分析,最终针对这种方法获取的低照度遥感图像的像质进行提升研究。敏捷型微纳卫星平台凝视姿态下,可以实现积分时间的大幅度延长,这是原有传统卫星很难达到的,本文首先利用遥感平台成像方式与遥感器成像性能,对低照度遥感图像信噪比与所需积分时间的进行建模分析,得出其间的数学关系。其次,考虑到卫星平台现有精度在实际长时间积分条件下,振动将会引起图像的退化,为了明确这种退化对低照度遥感图像的影响,对平台的稳定精度造成的像移进行计算研究像质退化程度,并提出低照度遥感图像基础评价标准。再针对这种退化,进行图像复原与增强。由于卫星平台的抖动的随机性,图像模糊也是随机的,需要盲去卷积来实现图像的恢复与像质提升,本文对模糊核进行了初始估计与精细化估计的研究,利用快速傅里叶变换进行图像复原。与此同时,由于低照度图像噪声大,对比度差,结合形成机理,寻找适合低照度图像的增强方法。最终,在实验室对像质提升算法进行验证,用局部方差法、刃边法测量,发现图像信噪比、传函、对比度都得到了较大提升。实验结果表明,利用凝视姿态进行低照度遥感图像获取是具有发展空间的,后端的图像处理能够很好的提升低照度遥感图像像质,对低照度遥感成像领域的发展将会有很大的推动作用。
【关键词】：低照度遥感成像 凝视 像质评价 信噪比 调制传递函数 像质提升
【学位授予单位】：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP751
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 低照度遥感成像的意义11-12
• 1.2 国内外相关领域研究状况12-18
• 1.3 本文所做的工作18-19
• 第2章 低照度遥感图像成像分析19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 遥感传感器19-21
• 2.3 遥感平台成像模式21-26
• 2.4 信噪比建模分析26-31
• 2.5 小结31-33
• 第3章 低照度图像图像退化与像质评价33-51
• 3.1 引言33
• 3.2 振动对成像质量的影响33-35
• 3.3 平台振动引起的像移计算35-42
• 3.4 遥感图像的MTF42-46
• 3.5 低照度遥感图像像质评价46-49
• 3.6 小结49-51
• 第4章 低照度遥感图像像质提升51-65
• 4.1 引言51
• 4.2 低照度遥感图像预处理51-54
• 4.3 低照度遥感图像复原54-62
• 4.4 低照度遥感图像增强62-63
• 4.5 小结63-65
• 第5章 低照度遥感图像复原实验65-81
• 5.1 引言65
• 5.2 低照度图像采集65-71
• 5.3 图像像质提升实验71-76
• 5.4 实验结果与分析76-79
• 5.5 小结79-81
• 第6章 结论与展望81-83
• 6.1 结论81-82
• 6.2 研究展望82-83
• 参考文献83-89
• 在学期间学术成果情况89-91
• 指导教师及作者简介91-93
• 致谢93

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本文编号：397875