10.14489/vkit.2014.04.pp.015-020

DOI: 10.14489/vkit.2014.04.pp.015-020

Барабин Г. В., Гусев В. Ю., Зайцев В. Е., Юров Н. Н.
МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ЕДИНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИ СПУТНИКОВОЙ СЪЕМКЕ СЕКЦИОНИРОВАННЫМ ДАТЧИКОМ ИЗОБРАЖЕНИЙ
(с. 15–20)

Аннотация. Рассмотрены методы построения единого изображения из сшиваемых полос, полученных отдельными фоточувствительными матрицами спутниковых камер и имеющих общие перекрывающиеся участки. Особенностью методов является возможность обработки изображений больших размеров (порядка нескольких гигабайт), обладающих небольшими областями перекрытий. Предложены методы, основанные на локальном поиске общих точек в области перекрытий, их отбраковке и трансформации исходных изображений с использованием информации об общих точках сшиваемых полос. При трансформации применяются полиномы второй и третьей степеней для аппроксимации связей на краях в сочетании с линейной интерполяцией внутри полосы. Разработан альтернативный интерполяционный метод мультиквадратичных полиномов, дающий определенные преимущества в случае точного сопоставления общих точек.

Ключевые слова: обработка спутниковых изображений; сшивка изображений; геометрическая коррекция; корреляция изображений; совмещение изображений.

Barabin G. V., Gusev V. Yu., Zaytsev V. E., Yurov N. N.
METHODS OF CREATING SINGLE IMAGE CAPTURED BY SECTIONAL SENSOR THROUGH SATELLITE ACQUISITION
(pp. 15–20)

Abstract. This paper describes methods of creating a single integrated image from the series of stitching bands with common overlapping areas obtained by CCD (Charge-Coupled Device) sensors of the satellite cameras. CCD sensors placed in chessboard order in two rows. The process of combining images is a mandatory step of preliminary image processing performed for many modern and prospective satellites. The purpose is to develop methods that provide the most accurate stitching and enable to cope with the large images (about several gigabytes) comprising small overlapping areas. The proposed methods are based on a local search of common points in the overlapping areas, their rejection, and transformation of the source images using the information about the common points in the stitching bands. Using a local search method with template for finding common points. As a measure of pattern matching cross-correlation function is used. To improve the accuracy of the coordinates of the found point applies subpixel refinement. The rejection comprises global and local rejection employing mean-square deviations and moving averages. Second and third power polynomials are used in the transformation to approximate connections along the edges with linear interpolation inside the band. According to acquisition process features, even-numbered matrices are copied to stitched image area, but odd-numbered are gone through the transformation. An alternative method based on multi square polynomials is also developed. This method is based on representing the estimated surface as the sum of quadratic polynomials. The alternative method is an interpolating method in contrast to the previous. It gives advantages in the case of accurate comparison of the common points.

Keywords: Processing of satellite images; Image stitching; Geometric correction; Correlation of images; Combining images.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Г. В. Барабин (Научно-производственная фирма «ИнфоСистем-35», Москва)
В. Ю. Гусев, В. Е. Зайцев, Н. Н. Юров (Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

G. V. Barabin (NPF «InfoSystem-35», Moscow)
V. Yu. Gusev, V. E. Zaytsev, N. N. Yurov (Moscow Aviation Institute (National Research University)) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений: пер. с англ. М.: Техносфера, 2005. 1072 с.
2. Злобин В. К., Еремеев В. В. Обработка аэрокосмических изображений. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 288 с.
3. Szeliski R. Computer Vision: Algorithms and Applications. New York: Springer, 2011. 812 p.
4. Гусев В. Ю. Методы сшивки перекрывающихся полос спутниковых изображений на начальной стадии обработки // 11-я Междунар. конф. «Авиация и космонавтика-2012», Москва, МАИ, 13 – 15 нояб. 2012 г. : тез. докл. СПб.: Мастерская печати, 2012. С. 253–254.
5. Debella-Gilo M., Kääb A. Sub-Pixel Precision Image Matching for Measuring Surface Displacements on Mass Movements Using Normalized Cross-Correlation // Remote Sensing of Environment. 2011. V. 115. P. 130 – 142.
6. Программный комплекс обработки изображений, получаемых от КА «Ресурс-ДК1» (Программный комплекс OrthoNormScan-01): описание применения. М.: НИИ ТП; Рязань: РГРТУ. 2008. 111 с.
7. Савельева Е. А., Демьянов В. В., Чернов С. Ю. Детерминистические методы пространственной интерполяции // Элементарное введение в геостатистику / М. Ф. Каневский и др. М., 1999. Гл. 2. С. 13 – 25. Проблемы окружающей среды и природных ресурсов / ВИНИТИ; № 11).

Eng

1. Gonsales R., Vuds R. (2005). Digital image processing: translated from english. Moscow: Tekhnosfera.
2. Zlobin V. K., Eremeev V. V. (2006). Processing of aerospace images. Moscow: FIZMATLIT.
3. Szeliski R. (2011). Computer vision: Algorithms and applications. New York: Springer.
4. Gusev V. Iu. (2012). Metody sshivki perekryvaiushchikhsia polos sputnikovykh izobrazhenii na nachal'noi stadii obrabotki. (Methods of merging of overlapping bands in satellite images at the initial stage of processing). 11-ia Mezhdunarodnaia konferentsiia «Aviatsiia i kosmonavtika-2012». (Proceedings of the 11th International conference «Aviation and Cosmonautics-2012»). Moscow, MAI, 13 – 15 November 2012. (Proceedings (2012). St. Petersburg: Masterskaia pechati, pp. 253–254.
5. Debella-Gilo M., Kääb A. (2011). Sub-pixel precision image matching for measuring surface displacements on mass movements using normalized cross-correlation. Remote Sensing of Environment, 115, pp. 130-142. doi: http://dx.doi.org/ 10.1016/j.rse.2010.08.012
6. Software complex processing of images, received from the satellite «Resurs-DK1» (Program complex OrthoNormScan-01): user guidance. (2008). Moscow: NIITP.
7. Dem'ianov V.V., Savel'eva E.A., Chernov S.Iu. (1999). Deterministic methods of spatial interpolation. Moscow: VINITI.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 250 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

{jform=1,doi=10.14489/vkit.2014.04.pp.015-020}

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 250 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below:

{jform=2,doi=10.14489/vkit.2014.04.pp.015-020}