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Image Motion Compensation of Off-Axis TMA Three-Line ArrayAerospace Mapping Cameras

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Journal of Harbin Institute of Technology(New Series) 2016年第6期23卷 80-89页

作者： Yongchang Li Pengluo Lu longxu jin Guoning Li Yinan Wu Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and PhysicsChinese Academy of SciencesChangchun 130033China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Institute of Geology and Geophysics Chinese Academy of SciencesBeijing 100029 China

To enhance the image motion compensation accuracy of off-axis three-mirror anastigmatic( TMA)three-line array aerospace mapping cameras,a new method of image motion velocity field modeling is proposed in this paper. Firstly,based on the imaging principle of mapping cameras,an analytical expression of image motion velocity of off-axis TMA three-line array aerospace mapping cameras is deduced from different coordinate systems we established and the attitude dynamics principle. Then,the case of a three-line array mapping camera is studied,in which the simulation of the focal plane image motion velocity fields of the forward-view camera,the nadir-view camera and the backward-view camera are carried out,and the optimization schemes for image motion velocity matching and drift angle matching are formulated according the simulation results. Finally,this method is verified with a dynamic imaging experimental system. The results are indicative of that when image motion compensation for nadir-view camera is conducted using the proposed image motion velocity field model,the line pair of target images at Nyquist frequency is clear and distinguishable. Under the constraint that modulation transfer function( MTF) reduces by 5%,when the horizontal frequencies of the forward-view camera and the backward-view camera are adjusted uniformly according to the proposed image motion velocity matching scheme,the time delay integration( TDI) stages reach 6 at most. When the TDI stages are more than 6,the three groups of camera will independently undergo horizontal frequency adjustment. However, when the proposed drift angle matching scheme is adopted for uniform drift angle adjustment,the number of TDI stages will not exceed 81. The experimental results have demonstrated the validity and accuracy of the proposed image motion velocity field model and matching optimization scheme,providing reliable basis for on-orbit image motion compensation of aerospace mapping cameras.

关键词： three-line array mapping camera off-axis TMA image motion compensation image motion velocity drift angle

Blind Image Quality Assessment Based on Wavelet Power Spectrum in Perceptual Domain

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Transactions of Tianjin University 2016年第6期22卷 596-602页

作者：路朋罗李永昌金龙旭韩双丽 Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics Chinese Academy of Sciences Changchun 130033 China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China DFH Satellite Co. Ltd Beijing 100094 China

Blind image quality assessment(BIQA) can assess the perceptual quality of a distorted image without a prior knowledge of its reference image or distortion type. In this paper, a novel BIQA model is developed in wavelet domain. Considering the multi-resolution and band-passing characteristics of discrete wavelet transform(DWT), an improvement over the power spectrum is put forward, i.e., dubbed wavelet power spectrum(WPS)estimation. Then, the concept of directional WPS is applied to simplify the calculation. Moreover, a rotationally symmetric modulation transfer function(MTF) of human visual system(HVS) is integrated as a filter, which makes the metric to be consistent with the human vision perception and more discriminative. Experiments are conducted on the LIVE databases and three other databases, and the results show that the proposed metric is highly correlated with subjective evaluations and it competes well with other state-of-the-art metrics in terms of effectiveness and robustness.

关键词： blind image quality assessment human visual system wavelet power spectrum

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调制传递函数在遥感图像复原中的应用

红外与激光工程 2014年第5期43卷 1690-1696页

作者：孟伟金龙旭李国宁傅瑶中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

针对空间推扫型全色TDICCD相机在获取、传输和存储图像的过程中引入模糊和噪声导致图像质量下降的问题,提出了一种基于调制传递函数(MTF)的遥感图像复原方法。文中的复原方法是通过图像的MTF恢复出点扩展函数(PSF),并将其作为退化函数... 详细信息

针对空间推扫型全色TDICCD相机在获取、传输和存储图像的过程中引入模糊和噪声导致图像质量下降的问题,提出了一种基于调制传递函数(MTF)的遥感图像复原方法。文中的复原方法是通过图像的MTF恢复出点扩展函数(PSF),并将其作为退化函数进行图像复原。通过在MTF提取前对局部图像用同态滤波算法进行增强处理,加强MTF提取的抗噪声能力,并使用二次复原的方法避免直接加入增强滤波器导致的MTF误差。使用均值、对比度及边缘强度等指标对遥感图像复原结果进行评价。实验结果表明:复原后图像灰度均值提高45%,平均梯度和边缘强度分别是复原前的3.5和1.75倍,各项评价指标均优于原始图像,并且MTF所包含面积MTFA明显增加,该图像复原算法对提高空间TDICCD相机图像质量有一定的参考意义。

关键词：图像复原点扩展函数调制传递函数同态滤波器

Correction Optimization of Lens Radial Distortion with Bending Measurement Function

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天津大学学报：英文版 2016年第4期22卷 374-379页

作者：张敏吴凡路金龙旭李国宁韩双丽张宇 Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics Chinese Academy of Sciences Changchun 130033 China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments Tianjin University Tianjin 300072 China

In this paper, a distortion correction method with reduced complexity is proposed. With the singleparameter division model, the initial approximation of distortion parameters and the distortion center can be calibrated. Based on the distance from the image center to the fitting lines of the extracted curves, a bending measurement function with a weighted factor is proposed to optimize the initial value. Simulation and experiments verify the proposed method.

关键词： arc fitting camera calibration distortion correction division model field angle

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ECC嵌入BCH码的NAND闪存纠错算法

哈尔滨工程大学学报 2012年第11期33卷 1399-1404页

作者：李进金龙旭李国宁张珂傅瑶朱鹏中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039

针对现有闪存基于硬件ECC纠错算法的纠错能力差,而基于RS码和BCH码纠错算法的译码耗时长的问题,提出一种适于空间应用的硬件ECC嵌入BCH码的闪存纠错算法.分析了闪存内部组织结构特点及闪存硬件ECC纠错原理,提出了一种嵌入BCH(2084,2048... 详细信息

针对现有闪存基于硬件ECC纠错算法的纠错能力差,而基于RS码和BCH码纠错算法的译码耗时长的问题,提出一种适于空间应用的硬件ECC嵌入BCH码的闪存纠错算法.分析了闪存内部组织结构特点及闪存硬件ECC纠错原理,提出了一种嵌入BCH(2084,2048,3)码的闪存纠错算法.采用一种蝶形阵列处理机制来迭代计算BCH校验码.使用地面检测设备对闪存纠错算法进行了试验验证.结果表明,纠错算法能快速稳定、可靠地工作,在Flash单页2 kB/页下,可以纠正24b错误.该纠错提高了空间相机图像存储系统的可靠性.

关键词：空间相机硬件ECC BCH(2084 2048 3)码蝶形阵列

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基于暗通道图像质心偏移量的去雾算法

光学学报 2019年第5期39卷 413-420页

作者：苏畅毕国玲金龙旭聂婷梁怀丹中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

提出了一种基于暗通道图像质心偏移量的去雾算法。该算法对雾天图像暗通道进行了聚类分析,按场景划分图像并分析和计算了每个场景暗通道图像的质心偏移量,以用于场景的透射率修正。结合四叉树搜索算法,提出了基于景深阶跃图的大气光值... 详细信息

提出了一种基于暗通道图像质心偏移量的去雾算法。该算法对雾天图像暗通道进行了聚类分析,按场景划分图像并分析和计算了每个场景暗通道图像的质心偏移量,以用于场景的透射率修正。结合四叉树搜索算法,提出了基于景深阶跃图的大气光值估计方法,使估算大气光值的位置不受白色或平坦物体的影响而落到景深较大的区域。实验结果表明,所提算法能有效地恢复明亮区域的原本色调和细节信息,复原图像亮度适宜且颜色自然。在主观上,复原图像有较好的视觉效果;在客观上,所提算法的复原图像评价指标整体优于暗通道先验算法。

关键词：图像处理图像增强图像去雾暗通道图像质心偏移景深阶跃图

基于命令集的空间光学遥感器功率特性分析方法

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红外与激光工程 2014年第5期43卷 1549-1554页

作者：吴伟平金龙旭王栋孙天宇中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

为实时监视空间光学遥感器的工作状态并在其产生异常时自动告警,设计了基于遥感器工作命令集合的功率特性分析方法。通过采集和迭代不同命令集与功率间的对应关系,得到基于命令集的动态阀值函数。针对浪涌和命令的延迟等实际情况,优化... 详细信息

为实时监视空间光学遥感器的工作状态并在其产生异常时自动告警,设计了基于遥感器工作命令集合的功率特性分析方法。通过采集和迭代不同命令集与功率间的对应关系,得到基于命令集的动态阀值函数。针对浪涌和命令的延迟等实际情况,优化了阀值函数,并应用于功率监控系统。该监控系统采用20Hz的功率信息采集频率,对某命令更新周期为512ms的空间光学遥感器12.5天的热循环实验过程进行监视,结果表明:该方法准确地监视了遥感器的状态,告警正确,无虚警现象,使空间光学遥感器的功率告警达到实用阶段。

关键词：功率特性分析空间光学遥感器告警动态阀值

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基于同名点追踪的空间相机成像拼接配准模型

红外与激光工程 2016年第3期45卷 278-284页

作者：武奕楠李国宁张柯张宇金龙旭中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

分析了已有图像配准算法在遥感图像拼接配准方面面临的问题。根据空间相机TDICCD交错拼接的成像特点,提出了一种基于同名点轨迹追踪的成像拼接配准模型。通过建立辅助空间坐标系下的中心投影共线方程,将像点、摄像中心、景物点建立严谨... 详细信息

分析了已有图像配准算法在遥感图像拼接配准方面面临的问题。根据空间相机TDICCD交错拼接的成像特点,提出了一种基于同名点轨迹追踪的成像拼接配准模型。通过建立辅助空间坐标系下的中心投影共线方程,将像点、摄像中心、景物点建立严谨的数学关系,可精确实现对同名像点在像面上的轨迹追踪。结合TDICCD在像面上的位置约束,计算图像上同名像对的纵向偏差像元数和横向偏差像元数。最后结合相机在轨所成条带图像和卫星辅助数据进行分析,选取多组像点进行配准,同名像对配准误差小于1 pixel,经验证模型算法可行。相比传统的遥感图像配准算法,该方法不需要已知图像内容,为一种严格的几何意义上的配准,具有很强的适应性和预测性,已应用在型号相机的地面复算,易移植应用于其他类型空间相机的图像配准与拼接。

关键词：图像配准空间相机同名点共线方程轨迹追踪

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基于能量约束的自适应加权图像盲复原算法

光学学报 2018年第2期38卷 104-111页

作者：苏畅付天骄张星祥任建岳金龙旭中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

提出一种基于能量约束的自适应加权图像盲复原算法。首先,将图像划分成多幅子图像,引入图像梯度作为权重构建加权光学传递函数估计模型,以减少图像纹理对光学传递函数辨识的影响;其次,根据图像信号能量建立约束方程,采用二分法选择最优... 详细信息

提出一种基于能量约束的自适应加权图像盲复原算法。首先,将图像划分成多幅子图像,引入图像梯度作为权重构建加权光学传递函数估计模型,以减少图像纹理对光学传递函数辨识的影响;其次,根据图像信号能量建立约束方程,采用二分法选择最优复原结果,实现自适应图像盲复原。仿真实验和多光谱遥感图像实验结果都表明,该算法具有较高的峰值信噪比和结构相似度,能有效恢复高斯类模糊图像,增强图像细节分辨能力,提高图像的主观视觉效果。该算法可应用于数据量大、实时性强的领域。

关键词：图像处理光学传递函数图像复原图像信号能量