數字攝影測量影像目標精密定位與精度估計研究

《數字攝影測量影像目標精密定位與精度估計研究》是依託中國礦業大學，由孫久運擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：數字攝影測量影像目標精密定位與精度估計研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫久運
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

現代工業與工程領域亟需精密測量技術支持，對數字攝影測量這一重要測量手段提出了更高要求。在滿足解析與平差模型嚴密性基礎上，影像目標精密定位對於實現高精度數字攝影測量最為關鍵。但傳統特徵提取和定位運算元由於未考慮數碼影像採集物理因素和定位的不確定性問題，使影像目標定位精度較低，且不能從理論上給出目標和運算元的定位限值及其置信區間，使高精度定位運算元的研究缺乏理論支持，難以取得突破。.本項目首次提出顧及成像物理因素與不確定性，以及利用多像間互補信息，以量換質，提高影像目標定位精度的思想。在研究數碼影像採集物理因素對目標定位影響規律，和定位不確定性問題基礎上，利用限值估計理論，研究影像目標定位與定位運算元精度估計，從而為影像目標定位提供理論支持和參照準則；並在精度估計指導下，研究統計方法與幾何方法相結合的精密定位運算元；以及基於超解析度重建的非特徵目標精密測量方法。該研究可進一步豐富數字攝影測理論與方法。

結題摘要

影響數字攝影測量精度的關鍵問題可歸結為五大方面：一是影像質量；二是影像中目標定位精度；三是相機檢校及其誤差修正精度；四是成像模型、解析理論和平差方法的嚴密性；五是影像匹配精度。在成像設備一定、滿足計算模型嚴密性的基礎上，高精度數字攝影測量中影像特徵目標精密定位最為關鍵。由於硬體解析度提高的有限性，近二十多年來，在數字攝影測量、計算機視覺和光測數字圖像處理領域，許多研究者試圖利用計算機圖像分析的方法來提高圖像中目標的定位精度。但傳統特徵提取和定位運算元由於未考慮數碼影像採集物理因素和定位的不確定性問題，使影像目標定位精度較低，使缺少理論支持的高精度定位運算元的研究難以取得突破。 本項目從影像質量提高、統計方法與幾何方法相結合的精密定位運算元研究，兩方面進行影像目標精密定位與精度估計研究。為改善影像質量，研究了基於小波變換的圖像混合噪聲自適應濾波算法、基於數學形態學與小波域增強的濾波算法；為利用影像間的互補信息，通過引入高精度的最小二乘影像匹配算法進行運動估計，從而進行超解析度重建，獲得遠優於原始影像的高分影像。在精密定位運算元研究中，提出了從粗到精的逐步逼近疊代的圓目標精密定位運算元，具有較高的魯棒性；認為目標邊緣存在目標和背景的信息混合，引入混合像元分解的基於像素分解的圓標誌精密定位。 從成像基本原理出發，通過兩種途徑，實現了高精度的影像目標定位，所獲取（橢）圓目標定位精度可達0.1個像素左右，該研究可有效提高數字攝影測量的精度，進一步豐富了數字攝影測理論與方法。