Способ автоматической рисовки рельефа по стереопаре снимков

Способ автоматической рисовки рельефа по стереопаре снимков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

О П И С А- Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ пп684305

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.06.77 (21) 2495653/18-10 .с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл, G 01 С 11/18

Госудорстееииый комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 528.722, .6 (088.8) Опубликовано 05.09.79. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 15.09.79 (72) А вторы изобретения

И. Г. Журкин и Н. К. Шавенько

Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РИСОВКИ РЕЛЬЕФА

ПО СТЕРЕОПАРЕ СНИМКОВ

Изобретение относится к области фотограмметрии, в частности, к автоматизации стереоизмерений.

Известен способ автоматической рисовки рельефа по стереопаре снимков, заключающийся в преобразовании изображений стереофотоснимков в электрические сигналы и анализе их коррекционных зависимостей. Однако этот способ основан на использовании лишь информации о распределении оптических плотностей по полю снимка, без участия статистических связей между точками изображения и не учитывает искажения масштабов участков стереофотоснимков изза рельефа (1) .

Известен также способ автоматической обработки стереофотоснимков, заключающийся в сканировании фотоснимков стереопары двумя отдельными устройствами сканирования, которые обладают способностью независимого изменения растров сканирования, преобразовании изображений в электрические сигналы и определении параллактических смещений идентичных точек на снимках стереопары (2).

Недостатком известного способа является низкие надежность и точность рисовки рельефа, обусловленные неучетом статистических связей между плотностями точек изображения, и сканирование изображения со скоростью, постоянной для каждой строки, что предполагает постоянство масштаба изображения в пределах строки сканирования и расположение идентичных точек в центре строки сканирования.

Целью изобретения является повышение точности и надежности процесса рисовки рельефа за счет более оптимального способа сканирования изображений, который позволяет учитывать изменение масштабов изображений на снимках, и нового алгоритма обработки видеосигналов, позволяющего учитывать статистические связи между элементами изображения.

С этой целью изображение каждого из снимков стереопары сканируют вдоль одной линии одновременно двумя световыми лучами, движущимися в противофазе с одинаковой частотой и независимым изменением размера растра, имеющими только одну общую точку сканирования, преобразовывают

684305

1О

50

5э н эл KTpHLII.ñêllå сигналы отдельно для каждого луча сканирования, затем опред JIHIoT

«втокорреляцпонные функции электрических сигнал0I3, соответствующих каждому отдельному лучу сканирования, сравнивают автокорреляционные функции, соответствующие только левым растрам сканирования на снимках стереопары и, одновременно, соогвстствующис только правым растрам сканирования, и определяют точное положение общих точек областей. отождествленных левыми и правыми растрами сканирования.

На фиг. 1 представпены экраны двухлучсвых электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), светящиеся точки с которых проектируются на снимки стереопары. Растр сканирования каждой ЭЛТ представляет собой прямую линию (С Hа левом снимке и С„на правом снимке), образованную совместно двумя 1учами сканирования. Левый растр сканирования состоит из растра С,, образованного одним лучом сканирования, и растра 8z>I, образованного другим лучом сканирования. 2о

Аналогично правый растр сканирования

, состоит из растра 8, образованного одним лучом сканирования, и растра „, образованного другим лучом сканирования.

Оба луча на экране каждой ЭЛТ имеют

2S только одну, обгцую точку, в которой они сходятся только один раз за период сканирования (точка Од на левом снимке и точка О на правом снимке). Размеры растров, образуемых каждым из лучей, могут независимо изменяться, но при этом всегда остается одна общая точка для растров, pacnoIo>HeHHI на экране одной и той же ЭЛТ.

Период сканирования каждого луча остается постоянным независимо от размеров растра. Временные диаграммы движения сканирующих лучей для правой и левой ЭЛТ представлены на фиг. 2. В начальный момент времени оба луча находятся в обшей точке (Ол — для левой ЭЛТ и ΄— для правой ЭЛТ), затем они начинают двигаться в противоположные стороны (т. е. дви- 4о гаются в противофазе) со скоростью, определяемой величиной растров каждого луча и периодом (частотой) развертки. Достигнув краев растров, т. е. пройдя путь „„ для левого луча и 8 i для правого луча (левая

ЭЛТ) и путь | 1„ для левого луча и путь

4S

Х пдля правого луча (правая ЭЛТ), лучи одновременно возвращаются в общую точку (0> — для левой ЭЛТ и Оп — для правой ЭЛТ). Аналогично двигаются лучи и в последующие периоды. В процессе работы возможны изменения размеров растров и положения общей точки (см. фиг. 2).

В процессе автоматической рисовки рельефа производится преобразование оптической информации аэрофотоснимков и электрические сигналы, при считывании производится раздельно для каждого луча сканирования. Затем заполняется отождествление у lnë.êoâ изображения Hd снимках стереопары, причем отождествление производится раздельно для участков изображения, сканируемых левыми растрами, т. е. растрами

8 „ и 8<п и для участков изображения, сканируемых правыми растрами, т. е.8z< HE

Отождествление выполняется на основе определения автокорреляционных зависпмостеи каждого сигнала сканирования полученных автокорреляционных функций соответствующих сигналов (автокорреляционпыс функции сравнивают попарно, т. е. автокорреляционную функцию электрического сигнала, соответствующую правому растру на левом снимке стереопары 1 „сранивают с автокорреляционной функцией электрического сигнала, соответствующего правому растру сканирования Hd правом снимке стереопары 12,п, автокорреляционную функцию электрического сигнала, соответствующего левому растру на левом снимке стереопары 8« сравнивают с автокорреляционной функцией электрического сигнала, соответствующего левому растру сканирования на правом снимке 4In).

Нахождение участков снимков с максимальным подобием выполняется как перемещением растров сканирования по снимку, так и изменением размеров растра.

Под операцией «сравнение» подразумевается один из известных способов обнаружения, опознания и отождествления изображений: среднеквадратичный (Зигерта-Котельникова), фильтровый. корреляционный.

После отождествления идентичных участков, считанных правыми растрами (4«, 4 „) и отождествления идентичных участков, считанных леаыми растрами (3,„, 1,n ), можно определить идентичные точки на левом и правом снимках стереопары. Ими будут точки пересечения отождествленных областей, т. е. общие точки областей, отождествленных левыми и правы,ли растрами, точки

Ол и Оп.

Изменяя положение общей точки правого и левого растра и независимо меняя размеры правого и левого растра на одном из снимков стереопары, добиваются максимального соответствия сравниваемых автокорреляционных функций, что соответствует наведению общих точек правого и левого растра на каждом снимке стереопары на идентичные точки. После этого определяют параллактические смещения идентичных точек на снимках стереопары, которые используются для рисовки рельефа.

Аналогично происходит отождествление последующих точек. Изобретение позволяет учитывать различные в масштабах как областей отождествления в целом, так и изменение масштаба изображения в пределах строки сканирования. Использование автокорреляционных функций видеосигналов позволяет учитывать статистические связи меж684305

Формула изобретения х/7 хп

Рыг./

Ь

1/л

zr зт

/г гт

1риг. 2

Составитель В. Васильев

Редактор Л. Бибер Техред О. Луговая Корректор

Заказ 5268/30 Тираж 866 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал RПП к Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Н. Горват

5 ду элементами изображений и уменьшить объем информации, которую необходимо обрабатывать в процессе отождествления.

Способ автоматической рисовки рельефа по стереопаре снимков, заключающийся в сканировании и преобразовании и электрические сигналы изображений снимков стереопары и определении параллаксов идентич- 10 нных точек по электрическим сигналам, отличаюи1ийея тем, что, с целью повышения точности и надежности автоматической рисовки рельефа, изображение каждого из снимков стереопары сканируют вдоль одной линии одновременно двумя световыми лучами, 15 движуп1имися в противофазе с одинаковой частотой и независимым изменением размера растра, имеющимп только одну бшую

6 точку сканирования, преобразовывают в электрические сигналы отдельно для каждого луча сканирования, затем определяют автокорреляционные функции электрических сигналов, соответствующих каждому отдельному лучу сканирования, сравнивают автокорреляционные функции, соответствующие только левым растрам сканирования на снимках стереопары и, одновременно, соответствующие только правым растрам сканирования, и определяют точное положение идентичных точек стереопары путем нахождения общих точек областей, отождествленных левыми и правыми растрами скапироВа ния.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Photogrammetr End. and Remote

3engsing», 1975, 41, М 3, с. 325 — 330.

2. П а те нт С Ш А Хо 3432674, кл. 250220, 1970 (прототип) .