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无序无人机影像的并行化SfM三维重建方法 被引量：1
1
作者 姜三 马一尘 +3 位作者 李清泉 江万寿 郭丙轩 王力哲 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期946-958,共13页
增量式运动恢复结构(ISfM)已成为无人机影像三维重建的关键技术。然而,大数据量、大重叠度和高分辨率的无序无人机影像导致的匹配对检索代价大、迭代优化误差累积和效率低的问题,使其难以满足大场景ISfM处理需求。本文提出联合全局描述... 增量式运动恢复结构(ISfM)已成为无人机影像三维重建的关键技术。然而,大数据量、大重叠度和高分辨率的无序无人机影像导致的匹配对检索代价大、迭代优化误差累积和效率低的问题,使其难以满足大场景ISfM处理需求。本文提出联合全局描述子和图索引的无人机影像并行化SfM方法。针对影像特征数量大、影像检索编码本尺寸增加导致的匹配对检索效率低的问题,设计了联合全局描述子和图索引的高效影像检索方法,从而加速影像匹配。针对分块并行化SfM子场景合并存在同名点搜索效率低、内存消耗大、合并解算精度低的问题,设计了基于按需匹配图和双向重投影误差的子场景合并方法,实现无人机影像的并行化SfM重建。利用不同场景、不同采集方式获取的真实无人机影像进行试验,结果表明本文方法能够实现36~108倍加速比的匹配对检索,ISfM重建效率达到30倍加速,且相对定向和绝对定向精度与传统方法相当。 展开更多
关键词 数字摄影测量 无人机遥感 运动恢复结构 影像检索
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基于深度学习无人机影像道路实景三维修复
2
作者 蒋萧 邱春霞 +4 位作者 张春森 郭丙轩 帅林宏 彭哲 贾欣 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期175-184,共10页
针对基于无人机倾斜影像实景三维重建中,移动目标对道路实景三维重建造成几何变形和纹理失真的问题,提出一种基于深度学习的无人机影像道路实景三维修复方法。首先,通过添加注意力机制的深度学习网络模型YOLOv8对影像中目标进行检测;其... 针对基于无人机倾斜影像实景三维重建中,移动目标对道路实景三维重建造成几何变形和纹理失真的问题,提出一种基于深度学习的无人机影像道路实景三维修复方法。首先,通过添加注意力机制的深度学习网络模型YOLOv8对影像中目标进行检测;其次,在得到影像对应目标标记的基础上,根据已生成三维Mesh模型中各三角面在可视影像集合中的投影位置,结合影像所标记目标的对应范围,统计各三角面的类别信息以此判定移动目标;最后,利用移动目标判定结果对移动目标造成的三维模型几何变形及纹理错误进行修复,实现道路实景三维重建。结果表明:改进的网络模型较YOLOv4、YOLOv5和YOLOv8模型,平均精度(mAP)值平均提升10.82%,移动目标判定准确率达97.43%。与流行国外商业软件相比,所提方法重建修复效果更佳,自动化程度更高。 展开更多
关键词 实景三维重建 深度学习 Mesh模型 遮挡剔除 纹理修复
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基于双目估计的动态场景三维感知技术研究与实现
3
作者 何维龙 苏玲莉 +2 位作者 郭丙轩 李茂森 郝岩 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S02期506-513,共8页
双目立体视觉技术在计算机视觉领域研究中一直具有重要意义。不同于单目或多目技术,双目立体视觉在能够准确获取图像深度的同时,也兼具了低成本、高泛用性、使用简便等优势。基于双目视觉的三维感知技术能够极大提升计算机对现实世界的... 双目立体视觉技术在计算机视觉领域研究中一直具有重要意义。不同于单目或多目技术,双目立体视觉在能够准确获取图像深度的同时,也兼具了低成本、高泛用性、使用简便等优势。基于双目视觉的三维感知技术能够极大提升计算机对现实世界的理解和交互能力,进一步增强计算机视觉技术在复杂、多变的场景中的适应能力,在自动驾驶、机器人导航、工业检测、航天等领域发挥着重要作用。文中重点研究动态场景中的三维重建与目标感知技术,在大多数情况中,视野中的动态目标实际上是需要重点关注的目标,而静态目标,特别是在场景中绝大多数时候都占据主要空间的背景以及静态物体往往是可以被忽略掉的,但是在实际计算时确占用了大量资源。在场景中不受关注的目标上花费过多计算资源,显然是无意义且非常低效的。针对这个问题,本文在深入研究了目前主流的双目立体匹配方法、图像分割等方法的基础上,提出了一种基于双目估计的动态场景三维感知技术。主要的创新点和研究成果包括:针对传统双目立体匹配算法逐像素计算聚合低价效率低下的问题,提出了一种基于二维场景实例分割的双目立体匹配方法,使用mask分割后的目标图像进行立体匹配,这样不仅提升了匹配性能,同时也降低了动态目标的匹配难度。针对分割精确不足的问题,引入基于RGB图像的mask边缘滤波优化方法,在提升效率的同时提升视场点云重建精度。其次,基于双目估计深度学习网络进行实时目标点云生产,并提出基于GPU加速的邻近帧点云的实时动态目标感知算法。最后提出二三维一体的动态目标实时感知技术,在对目标场景实现实时三维重建的同时,快速识别检测环境中的动态目标物体。 展开更多
关键词 双目视觉 立体匹配 图像分割 三维重建 深度学习 GPU并行计算
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基于轮廓形状分析的地形图数字注记提取 被引量：10
4
作者 郭丙轩 李德仁 雷震 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期275-278,共4页
针对地形图中图线与注记字符分离的问题 ,本文提出了基于轮廓的形状分析来提取组成地形图注记基元的方法 ,克服了字线粘连造成的分离困难 ,提高了所提取注记信息的完整性。提取的结果为地形图中注记的进一步识别提供了依据。
关键词 地图识别 复杂度 图文分离 轮廓形状 字符提取 地形图 数字注记
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基于内存池的空间数据调度算法 被引量：13
5
作者 郭丙轩 张京莉 张志超 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期63-64,共2页
计算机处理海量空间数据时,内外存之间数据的频繁交互导致内存占用高、处理效率低。使用内存池方式调度空间数据可以提高计算机效率。在多种特定地图使用模式下,不同的内存池页面置换算法能有效降低操作过程中的内外存交互,提高空间数... 计算机处理海量空间数据时,内外存之间数据的频繁交互导致内存占用高、处理效率低。使用内存池方式调度空间数据可以提高计算机效率。在多种特定地图使用模式下,不同的内存池页面置换算法能有效降低操作过程中的内外存交互,提高空间数据调度效率。实验表明,该算法为内存容量有限的嵌入式设备上的GIS提出了高效处理空间数据的方案。 展开更多
关键词 内存池 空间数据 页面置换
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Forstner特征点分类和精确定位方法探讨 被引量：9
6
作者 郭丙轩 罗光光 +4 位作者 肖雄武 牛科科 刘健辰 张卫龙 陈攀杰 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第16期73-78,共6页
针对无人机影像空三处理对特征点定位精度要求高的问题,基于Forstner点特征提取算子探讨一种Forstner特征点分类和精确定位方法。首先利用一定的方法判定Forstner特征点的类别(即角点、圆点、中间点中的一种),然后根据该特征点的类别进... 针对无人机影像空三处理对特征点定位精度要求高的问题,基于Forstner点特征提取算子探讨一种Forstner特征点分类和精确定位方法。首先利用一定的方法判定Forstner特征点的类别(即角点、圆点、中间点中的一种),然后根据该特征点的类别进行精确定位。通过对一组无人机数据进行实验,试验表明:相比Forstner算子的初步定位,精确定位的特征点精度显著提高。 展开更多
关键词 FORSTNER算子 特征点分类 特征点精确定位
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基于网格的数码相机数字化纠正几何畸变算法 被引量：3
7
作者 郭丙轩 王铁程 刘波 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第19期234-236,共3页
提出了一种基于网格的利用仿射变换纠正数码相机几何畸变的算法。主要采用模板匹配、仿射变换、重采样等技术对数码相机拍摄的文档资料进行纠正。试验表明,该算法将图幅面划分为许多单元格,逐个单元格进行纠正,保证了纠正的精度,对于大... 提出了一种基于网格的利用仿射变换纠正数码相机几何畸变的算法。主要采用模板匹配、仿射变换、重采样等技术对数码相机拍摄的文档资料进行纠正。试验表明,该算法将图幅面划分为许多单元格,逐个单元格进行纠正,保证了纠正的精度,对于大批量图幅能提高其纠正的效率。 展开更多
关键词 网格 数码相机 扫描数字化 几何畸变
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一种基于网格的数码相机数字化图像纠正拼接算法 被引量：1
8
作者 郭丙轩 王文进 +1 位作者 刘波 王铁程 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2007年第6期143-145,共3页
随着数码相机的不断普及和数字化图书馆建设步伐的加快,利用数码相机对文档文件进行数字化成为一种趋势,但采用数码相机进行数字化时,由数码相机的镜头造成的几何畸变给数字化后的图像拼接带来一定的困难。为了纠正这种几何畸变,提高数... 随着数码相机的不断普及和数字化图书馆建设步伐的加快,利用数码相机对文档文件进行数字化成为一种趋势,但采用数码相机进行数字化时,由数码相机的镜头造成的几何畸变给数字化后的图像拼接带来一定的困难。为了纠正这种几何畸变,提高数码相机数字化的质量,本文提出一种基于网格的图像纠正拼接算法。该算法首先通过计算每个网格的变形参数来纠正图像的几何畸变,再逐个网格来进行图像拼接。试验表明,该算法能对数码相机数字化的文档类图像进行批量的纠正拼接,并且计算速度快,精度高,拼接效果好等优点,为文档类文件用数码相机进行数字化提供了一定的技术支持。 展开更多
关键词 网格 数码相机 图像拼接
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测绘数据加密插件技术研究 被引量：2
9
作者 郭丙轩 周萍 王铁程 《科技创新导报》 2010年第16期36-36,共1页
随着遥感,遥测,GPS测量和移动测量等新技术新方法在测绘数据生产中的应用,测绘数据生产进入了数字化时代。数据获取手段更加多样化,获取的效率更高。但同时也带来以下问题:在数据获取和管理过程中,如何保护这些数据不被窃取和泄漏?本文... 随着遥感,遥测,GPS测量和移动测量等新技术新方法在测绘数据生产中的应用,测绘数据生产进入了数字化时代。数据获取手段更加多样化,获取的效率更高。但同时也带来以下问题:在数据获取和管理过程中,如何保护这些数据不被窃取和泄漏?本文从技术角度对这一问题进行了探讨,为测绘数据生产及应用提供了安全保障。 展开更多
关键词 遥感 测绘 数据获取
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倾斜影像的三维纹理快速重建 被引量：96
10
作者 张春森 张卫龙 +2 位作者 郭丙轩 刘健辰 李明 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期782-790,共9页
针对三维城市模型重建,提出了一种利用倾斜影像实现城市模型纹理快速重建的方法。该方法基于摄影测量计算机视觉理论,在事先处理得到城市建筑物数字表面模型的基础上,利用共线方程计算物方与像方的几何投影关系,获得建筑物的三维信息与... 针对三维城市模型重建,提出了一种利用倾斜影像实现城市模型纹理快速重建的方法。该方法基于摄影测量计算机视觉理论,在事先处理得到城市建筑物数字表面模型的基础上,利用共线方程计算物方与像方的几何投影关系,获得建筑物的三维信息与纹理信息。通过一定的最优算法选择出地物面的理想纹理,实现城市建筑物纹理的自动提取及稠密建筑物纹理的遮挡处理。真实影像纹理重建的结果表明:应用本文方法进行三维城市模型纹理重建具有自动化程度高、效果逼真、成本低的特点,为快速、大面积的城市真三维模型纹理重建提供了一种有效的实现途径。 展开更多
关键词 三维城市模型 纹理重建 倾斜影像 遮挡处理
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基于同形变换的航空倾斜影像自动匹配方法 被引量：9
11
作者 赵霞 朱庆 +5 位作者 肖雄武 李德仁 郭丙轩 张鹏 胡翰 丁雨淋 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第6期1720-1725,共6页
针对仿射尺度不变变换提取(ASIFT)算法计算效率低的问题,提出了一种大倾角航空倾斜影像自动匹配方法 H-SIFT。该方法利用影像粗略外方位元素计算两幅待匹配影像之间的单应变换矩阵,对左影像进行二维射影变换得到其纠正影像以消除两幅影... 针对仿射尺度不变变换提取(ASIFT)算法计算效率低的问题,提出了一种大倾角航空倾斜影像自动匹配方法 H-SIFT。该方法利用影像粗略外方位元素计算两幅待匹配影像之间的单应变换矩阵,对左影像进行二维射影变换得到其纠正影像以消除两幅影像之间的几何变形、尺度和旋转问题,再对左影像的纠正影像和右影像进行尺度不变特征变换(SIFT)。匹配时,为了适当提高正确匹配点对的数量,利用不严格的比值提纯法和左右一致性检验得到粗匹配点对,并利用随机一致性检验剔除误匹配。最后将左影像其纠正影像上的匹配点反算到左影像上。通过对国产五倾斜相机平台(SWDC-5)获取的三组典型城区航空倾斜影像数据进行实验,对于三组数据,该算法获得的正确匹配点对数量分别为ASIFT算法的2.18、1.31、1.70倍,该算法匹配耗时分别为ASIFT算法的0.93%、0.88%、0.97%。实验结果表明,与ASIFT算法相比,该算法获得的匹配点对在计算效率、数量和分布情况上都得到了显著提高。 展开更多
关键词 倾斜影像匹配 仿射尺度不变特征变换 同形变换 尺度不变特征变换算法 匹配策略
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多传感器与道路网数据用于汽车导航的研究 被引量：4
12
作者 王密 郭丙轩 +1 位作者 李德仁 龚健雅 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期232-238,共7页
对车载导航系统中GPS接收机、车轮计数器和电子罗盘传感器数据与导航电子地图所提供的道路网数据进行了综合处理 ,建立了道路网数据的网络拓扑关系 ,在此基础上提出了基于道路网络拓扑关系 ,利用GPS接收机、车轮计数器和电子罗盘传感器... 对车载导航系统中GPS接收机、车轮计数器和电子罗盘传感器数据与导航电子地图所提供的道路网数据进行了综合处理 ,建立了道路网数据的网络拓扑关系 ,在此基础上提出了基于道路网络拓扑关系 ,利用GPS接收机、车轮计数器和电子罗盘传感器对汽车进行实时定位的算法。最后 ,对导航中汽车的定位误差进行了分析。实验证明 ,GPS接收机、车轮计数器和电子罗盘传感器数据与道路网数据综合 ,在导航过程中能够补偿GPS信号丢失 ,实时、高精度、高可靠性地确定汽车的位置。 展开更多
关键词 汽车导航 GPS 电子罗盘 车轮计数器 网络拓扑关系 传感器 道路网数据
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一种基于倾斜影像的多片测图技术 被引量：7
13
作者 李大军 孙涛 +2 位作者 郭丙轩 牛科科 梁跃刚 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2018年第7期83-87,共5页
近年来,利用无人机航摄进行立体测图的技术已成为研究的热点。鉴于传统的立体测图方法中存在无观测冗余、小基高比即交会角度不良的因素产生的一些精度稳健性较差的问题,本文提出了一种基于倾斜影像的多片测图方法。该方法不易受交会角... 近年来,利用无人机航摄进行立体测图的技术已成为研究的热点。鉴于传统的立体测图方法中存在无观测冗余、小基高比即交会角度不良的因素产生的一些精度稳健性较差的问题,本文提出了一种基于倾斜影像的多片测图方法。该方法不易受交会角大小的限制,利用二维前方交会,同时引入最小二乘原理,可以获得精度比较高的地物坐标,进而提高无人机航测大比例尺测图的精度。利用无人机航摄的影像数据,对所提的方法进行了试验论证。在1∶500的比例尺条件下,试验结果显示平面中误差为0.054 9 m,刺点精度达标率较好。 展开更多
关键词 摄影测量 前方交会 无人机 立体测图 最小二乘原理 精度检测
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数字近景摄影测量在秦始皇陵百戏坑考古中的应用研究 被引量：10
14
作者 张春森 郭丙轩 +1 位作者 吕佩育 张卫星 《文物保护与考古科学》 北大核心 2014年第2期90-96,共7页
既要保留遗迹在不同阶段的信息资料,又不影响发掘研究工作的继续进行,一直是考古工作者探索研究的问题。为配合秦始皇陵百戏俑坑的考古发掘工作,为后续考古研究和文物遗迹的保护提供必要的基础信息资料,针对大场景考古发掘现场,通过数... 既要保留遗迹在不同阶段的信息资料,又不影响发掘研究工作的继续进行,一直是考古工作者探索研究的问题。为配合秦始皇陵百戏俑坑的考古发掘工作,为后续考古研究和文物遗迹的保护提供必要的基础信息资料,针对大场景考古发掘现场,通过数字全站仪对文物挖掘现场布设的一定数量控制点进行观测获取其三维点位坐标。利用非量测数码相机获取现场多航带序列影像,通过数码相机检校、自动空中三角测量、影像特征提取与影像匹配、数字微分纠正等数字近景摄影测量方法,获取反映发掘现场文物分布情况的数字高程模型(DEM)和正射影像(DOM)数据。在生成的正射影像图上进行文物轮廓线条的提取,获得发掘现场文物的正射投影矢量图。实现文物位置、形状及分布的平面量测。实验证明:该方法不仅可大面积、快速获取文物挖掘现场文物分布的正射投影平面图,实现考古数字制图,而且能保证一定的精度。具有较高的推广应用价值。 展开更多
关键词 数字近景摄影测量 田野考古 文物制图 正射影像图
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影像信息驱动的三角网格模型优化方法 被引量：10
15
作者 张春森 张萌萌 郭丙轩 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期959-967,共9页
提出一种基于影像信息驱动的三角网格优化方法,以解决现有利用三角网格实现三维重建出现的问题。根据影像信息,将影像利用物方三角面片重投影至其他可视影像上,利用梯度下降法,通过影像归一化互相关系数对物方顶点坐标进行求导,得到其... 提出一种基于影像信息驱动的三角网格优化方法,以解决现有利用三角网格实现三维重建出现的问题。根据影像信息,将影像利用物方三角面片重投影至其他可视影像上,利用梯度下降法,通过影像归一化互相关系数对物方顶点坐标进行求导,得到其梯度变化值。根据该变化值在法向量方向上调整物方三角网的顶点,使得区域的匹配代价最小,实现三角网格模型的优化,进而达到改善三维重建的目的。试验结果表明,本文方法可有效地提高物方三角网的结果精度,从而有效地改善重建三维模型的效果。 展开更多
关键词 影像信息 归一化互相关系数 梯度下降法 梯度变化值 三角网格优化
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城市场景结构感知的网格模型简化算法 被引量：10
16
作者 张春森 张会 +1 位作者 郭丙轩 彭哲 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期334-342,共9页
针对二次误差测度(QEM)网格简化算法全局几何特征信息损失严重的缺点,提出一种具有结构感知功能面向城市三维模型重建的网格简化算法。该算法顾及城市影像中平面结构特征,以代理平面为全局特征约束条件,使模型在简化过程中全局结构特征... 针对二次误差测度(QEM)网格简化算法全局几何特征信息损失严重的缺点,提出一种具有结构感知功能面向城市三维模型重建的网格简化算法。该算法顾及城市影像中平面结构特征,以代理平面为全局特征约束条件,使模型在简化过程中全局结构特征更多地被保持,以利于多层次细节模型(LOD技术)、网格优化提速等模型后续操作。以倾斜摄影获取影像生成的初始三角网格模型为试验数据,采用所给算法对其进行网格简化并与QEM算法进行对比。结果表明:所给算法简化精度及简化效率均优于QEM算法。 展开更多
关键词 网格简化 场景结构感知 三维重建 平面检测
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倾斜影像自适应初始物方面元优化匹配算法 被引量：10
17
作者 张春森 张奇源 +1 位作者 郭丙轩 薛万唱 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期108-116,共9页
采用基于物方面元的最小二乘影像匹配方法匹配倾斜影像时,常出现深度不连续或高差较大区域影像连接点度数低或空三点过少问题。针对此问题,本文提出一种基于自适应初始物方面元的倾斜影像匹配算法。算法利用倾斜影像已有的初始内外方位... 采用基于物方面元的最小二乘影像匹配方法匹配倾斜影像时,常出现深度不连续或高差较大区域影像连接点度数低或空三点过少问题。针对此问题,本文提出一种基于自适应初始物方面元的倾斜影像匹配算法。算法利用倾斜影像已有的初始内外方位元素及匹配过程中产生的物点信息,采用多片前方交会和物方差分的方法自适应计算物方面元的高程及法向量方向角初值,进而解决采用物方面元最小二乘影像匹配方法匹配地物高差较大区域的倾斜影像时,因初值不准导致在像方匹配同名点困难的问题。分别采用本文算法和物方面元初始状态为水平面元的最小二乘影像匹配方法对两组倾斜影像进行对比匹配验证。试验结果证明了本文算法的有效性。 展开更多
关键词 倾斜影像匹配 最小二乘 单应矩阵 自适应物方面元
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扫描地图的定向与纠正 被引量：15
18
作者 雷震 郭丙轩 《测绘信息与工程》 2002年第2期6-9,共4页
介绍了通过识别地图编号得到地图位置信息 ,进而利用公里格网点对扫描地图进行定向与纠正的过程。
关键词 扫描地图 地图纠正 地图定向 坐标变换 模板匹配
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自适应双边滤波的Retinex图像增强算法 被引量：8
19
作者 李大军 杜神斌 +2 位作者 郭丙轩 聂欣然 杨力伟 《电子技术应用》 2018年第3期117-121,共5页
针对现有的Retinex算法不能自动调节参数,提出一种基于参数估计的双边滤波Retinex算法。该算法首先利用主成份分析和Canny边缘检测算法分别进行噪声估计和边缘强度估计;然后通过线性相关运算计算双边滤波的空间几何标准差参数和亮度标... 针对现有的Retinex算法不能自动调节参数,提出一种基于参数估计的双边滤波Retinex算法。该算法首先利用主成份分析和Canny边缘检测算法分别进行噪声估计和边缘强度估计;然后通过线性相关运算计算双边滤波的空间几何标准差参数和亮度标准差参数;再利用参数估计的双边滤波把图像分解出照度图像和反射图像;最后将照度图像和反射图像通过不同方法的压缩和增强并合成一幅新的图像。通过实验表明,它不仅能够自动设置参数,还能有效抑制光晕现象。 展开更多
关键词 RETINEX算法 主成份分析 CANNY算法 双边滤波 光晕
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顾及相机响应函数的无人机影像匀光匀色 被引量：4
20
作者 张春森 张会 +2 位作者 郭丙轩 杜神斌 张月莹 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期783-794,共12页
针对大范围区域内多幅无人机影像色彩不平衡的问题,提出一种基于相机响应函数的匀光匀色算法.首先根据同一静态场景下数码相机拍摄物体的影像,构建两幅影像的包含多个参数的图像亮度误差函数,运用Levenberg-Marquardt算法对参数进行最... 针对大范围区域内多幅无人机影像色彩不平衡的问题,提出一种基于相机响应函数的匀光匀色算法.首先根据同一静态场景下数码相机拍摄物体的影像,构建两幅影像的包含多个参数的图像亮度误差函数,运用Levenberg-Marquardt算法对参数进行最小化估算,然后将估算得到的参数应用于待处理的影像中,达到多幅影像镶嵌过程中的匀光目的.实验结果表明:与现有的匀光算法比较,所给方法能够高效高质地保证图像镶嵌过程中亮度、反差的均匀和色彩一致. 展开更多
关键词 相机响应函数 匀光匀色 LEVENBERG-MARQUARDT算法 无人机影像 图像镶嵌
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