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传统联合相关变换方法及其分析与低空动态成像位移矢量探测方法介绍
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无人机低空遥感技术发展迅速。目前，无人机云下低空飞行，可获取高分辨率的数字影像［1-3］。由于飞行平台相对于地面的线性运动、平台飞行姿态变化（俯仰、翻滚、偏航），飞机发动机以及活动部件的振动等复杂的运动，相机曝光时间内获取图像的过程是个复杂动态的过程，运动导致图像模糊，降低图像分辨率，使图像质量恶化。调制传递函数是描述成像分辨率的直接方式，分辨率越高，MTF 受运动模糊的影响就越严重［4］。为了消除或者减小运动模糊，一个直接的方法是缩短曝光时间［3］，但缩短曝光时间会引起图像信噪比降低，图像的质量就随之下降。因此，为了补偿动态航摄曝光时间内的运动，需要采用实时的像移补偿方法。已有的像移补偿方法有：机械式像移补偿［5-6］、光学式像移补偿［7］、电子式像移补偿［8］以及图像恢复像移补偿［9］，但无论采用哪种补偿方法，准确探测像平面的运动位移矢量（以下简称像位移，区别于单幅影像上的运动模糊导致的像移）是采取相应像移补偿方法的前提条件。光学联合变换相关器（ JTC）是空间相机像位移测量常用的硬件装置，一般通过在相机焦面上安装高帧频的辅助面阵图像传感器，在相机运动成像时高速采集图像序列，并利用 JTC 对相继采集到的两幅时序图像进行相关运算，测量互相关峰，达到像移测量的目的［10-14］。JTC 在星载相机位移矢量探测方面具有诸多优势，包括位移矢量测量精度高、计算速度快等优点，在仿真和地面试验方面取得了进展，但是该算法的硬件实现系统联合变换相关器在算法的检测精度、实时性、光机电的设计方面仍然存在一些问题，与实际应用于星载相机图像补偿系统中尚有差距。
传统联合变换相关器像位移测量原理如图 1 所示，将两帧待测量图像输入于同一平面，经过两次二维傅里叶变换后，即可获得同时包含了自相关信息和互相关信息的互相关谱图像。然后采用互相关峰提取算法和质心算法确定其位置，得到参考帧与目标帧图像之间的相对位移量。
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