高分辨率图像数字化仪地设计研究.pdf

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第一章概述当前,以图像数字化为基本特征的技术革命浪潮,正在企世界范围内,迅猛缝跨壹装备蟹备监,有力逡维凄蓠柱会翔嘉搴发鼹。靛天、舷空、翻绘、遥藏、天文、勘探、生物、医学、广告、文艺、人文特征孵其他科研领域,毒§需要通过凰像数字化,在计算机系统和网络通信系统中存储、处理、显示、传输,以及在很大馥时空范嚣疼教缀快酶遗度进行筛选霉鬟交流,极大缝提离了信惑豹稻蔫率,成为社会发展的强大推动力。在这里图像傣息占据了主好地位。丽最近的荻名词~一“数字地球”的建立,其图像是最基本的要素,而前提是它必须先实行数字化,瓣为有了数字鹚像,才能羧计算祝驻接受,方虢进入阚络通讯系统稻空蔺通讯系统。因此,图像数字化这个环节,是数字地球及社会傣息必黪关键职:节。农上述需要的推动下,各式各样的图像数字化设备,不断涌现出来,最常见的是规格繁多的数鹃照楣机、数码摄像机和箱描仪等。誉僚数字乓嘿<际踯脖缋图像数字化设备按其使用领域的不同,技术要求楗差十分悬殊。一般办公室用的扫描仪,通常只隳求数字化后的数字图像对人眼的观察米说,没有显蒋的畸变。这稀螽疆仪翡覆心部分,是一浃哒螅唤幸晃琛4苊匦屑用的数字化扫撼仪对像元的定位糖度和辍***发,只露最起礴的要求。炎了提意搠描速度,通常采用隔行扫描、插值补缺的方式,有的二插值,有的四插值等。这在对傈宾度祷明确要求酌领域,如卫璧遥感领域,盛不允许的。瓶军事渊绘部门使用的数字亿仪,痰子军怒地墅慰塑豫瓣毖铡足毒严格懿要求,款以这耱扫播仪往往要求有很高的几何保真度,像元定位误差往往只允许几微米;但对密度的动态范瞬要求一般,往往只鼹求~就可以了。军事情报部门,特舅撬寻打击爨标熬蠖擐部门,恁な拱执縧譬搓霞,等级怒最高豹。这释扫描仪不仅要分辨目标的精细结构,精确的确定目标的尺寸觏座标,还要求能农恶劣气象条件下拍摄的卫凝胶片中,把隐蔽得很巧妙的目标识别出来绻庵挚赡缓存在戆话q窦ぃ庋淌执抠唤鲆9灿凶狠锩缚瘴欧直媛剩鸨匦有很大的密度动态范围,和很敏锐的灰度朔色度分辨霉。地鹾分辨攀优于椎返回式侦察卫盛,其图像地顾处理系统中所使用的图像数字化仪,应属于上述这稀器求禳离的裔分辨率图豫数字亿仪。高分辨率图像数字化仪的设计研究
目前,用于卫星遥感领域的图像数字化仪,按扫描方式来区分,主要有两种类篓。一耪是转载式戆,一耱怒平台式懿。转鼓式数字纯仅扫描翡特点是,麓嗣一个光点直接对胶片进行扫描,使图像信息以逐点扫描的方式,传送到光电探测器绻獾绫对龉上,通过光电变换和信擘处理,实现数字化。平台式数字化搜羟疆懿耱熹是,将蚕像:构⊙Ь低凡邢裨贑阵磋麓光敏褥上,惧中的备元素在控制电路的作用下,按一定的时间和空间顺序实施光电流输出,达到数字化的目的。比较上述两种扫描方式,可以看出,转鼓式扫描由于胶片上的釜挂桓鲈ピ#***衬缫桓龉獾闳ドㄞ啵9拇┮呕衿橥疙杓疚∮炙腿胪桓龉电倍增管,也就是说,程扫描过程中,胶片上每一个像元所接收到的扫描入射光的照度,是严格棚等的,而且接收透射光的光电接收器件,它的光电变换特性也是严格穗嗣懿,困藏溺量结果蔻菲鬻精确静,一致憔菲常好。丽平台式扫描崮予被数字化的影像胶片,先要接受霹光源或线光源的照贸,然后逐霪通过镜头,使影像胶片平丽与罅械墓饷裘妫钩晌铩⑾窆查罟叵怠T谏鲜稣庾嵘韫程中出现的必不霹少的蒡航谥校伤腠治笙鄣牡胤接校蕊先,如果露光深或线光源各点的照度有起伏,则会直接导致获发穗变;其次,在胶片平面和矫嬷洳迦肆斯庋С上裣低常词顾俏尴癫系统,如果物平黼上各点的照度处处相等,刚共轭像像平面上的照度分布是争浣聿呜檬峭食∈堋E峁璴入馀食稍ハ低常苹岬贾螺ǘ绒督弧在罅兄校髟K氐墓獾绫浠惶匦圆灰恢拢不岬贾禄叶然洹在罅兄校髟K刂诺目毯壑柿克⑸涞脑由⒐猓撞肷璃赣爨信号麓蒺量。因<涑龅墓獾缌鳎且揽康绾稍贑上的蛾积赢成的,所以的尺寸越小,其上堆积的电荷量也越少,故输出的光电流也越少,这对应着图像光密发鲍秀态范罄也越小。辑泼骷曜愦绮荒芪奕诘谋湫 D壳肮噬炅兄械脑K刈钚〕叽缭嘉寥さ墓庾憾榷睹嗽际芆~。在转鼓式扫描中,最小像元尺寸则无此限制,丽光密度动态范围可超过U在高寮度区援索舀标,是十分可贵酌。平台式腿像数字他仪黪主要捷点爨:扫拨速度快,几键凄度蠢,龛肪砦バ作业。高分辨率圈缘数字化仅的设计研究
一蝠铡的卫星黢片,只震凡努锋至÷咒分钟;尼傍阅太长,如用忽“撸ㄔ芤惑对扫描图像质量有许多优点,但由于它采用了光斑逐点扫描方式,其扫攒作业时参莱拷浩跋瘢浒诼作业对阅罴爱十且小对甚至足十,』、黠,只对强调高技率兹现代用户是缀难接受妁。其次,转鼓式数字亿役懿转皴方囊豹尼餐精度亦禳滚达捌翌星黢片影像酌凡俺缳奏度鹅要求。因忿转鼓斌高分辨率胬豫数字纯仪现已基本淘汰。平台式高分辨率图像数字纯仪,虽然在成像畸变及密度动态范围有些不足,但是随着新技术的不断发展,特舅