强度叠置联合变换相关像移测量方法

易红伟; 李旭阳; 贺天兵; 陈荣利

doi:doi:10.3788/CJL202047.0304003

中国激光, 2020, 47 (3): 0304003, 网络出版: 2020-03-12

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Image Motion Measurements Based on Intensity Superimposition and Joint Transform Correlation Approach

易红伟 ^*李旭阳贺天兵陈荣利

作者单位

中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学技术研究室, 陕西西安 710068

图 & 表

图 1. 不同JTC方法的相关峰分布情况。(a)传统JTC;(b) BJTC

Fig. 1. Distribution of the correlation peaksof different JTC methods. (a) Conventional JTC; (b) BJTC

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图 2. 卫星推扫运动所产生的系统像移量

Fig. 2. Constant image motion resulting from satellite movement

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图 3. 不同地物内容的测试图像。(a)城市;(b)沙漠;(c)山地;(d)海面;(e)田地;(f)乡镇

Fig. 3. Different images for test. (a) City; (b) desert; (c) massif; (d) sea surface; (e) cropland; (f) town

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图 4. ISJTC仿真实验典型结果。(a)相关输入图像;(b)联合功率谱图像;(c)相关输出图像

Fig. 4. Simulation experiment results of ISJTC. (a) Input images; (b) joint power spectrum image; (c) related output image

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图 5. 不同信噪比下的典型测试图像。(a) 42 dB; (b) 30 dB; (c) 20 dB; (d) 12 dB

Fig. 5. Typical test images of different SNRs. (a) 42 dB; (b) 30 dB; (c) 20 dB; (d) 12 dB

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图 6. ISJTC方法的FPGA硬件测试系统设计图

Fig. 6. Design diagram of FPGA hardware system for ISJTC method

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图 7. 实验中的运动目标

Fig. 7. Moving target in the experiment

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图 8. 行方向像移测量结果

Fig. 8. Image motion measurement results in x direction

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图 9. 列方向像移测量结果

Fig. 9. Image motion measurement results in y direction

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图 10. 图像序列PSNR计算结果

Fig. 10. PSNR of image sequence

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表 1不同内容图像的像移测量均方根误差

Table1. RMSE of image motion measurement of different images

Image	x direction /pixel	ydirection /pixel
City	0.026	0.029
Desert	0.024	0.039
Massif	0.025	0.034
Sea surface	0.023	0.031
Cropland	0.031	0.046
Town	0.041	0.029

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表 2不同信噪比下的像移测量均方根误差

Table2. RMSE of image motion measurement under different SNRs

SNR /dB	x direction /pixel	y direction /pixel
42	0.027	0.025
35	0.033	0.028
30	0.029	0.028
25	0.034	0.032
20	0.058	0.046
17	0.092	0.059
12	0.173	0.145

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易红伟, 李旭阳, 贺天兵, 陈荣利. 强度叠置联合变换相关像移测量方法[J]. 中国激光, 2020, 47(3): 0304003. Yi Hongwei, Li Xuyang, He Tianbing, Chen Rongli. Image Motion Measurements Based on Intensity Superimposition and Joint Transform Correlation Approach[J]. Chinese Journal of Lasers, 2020, 47(3): 0304003.

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图 1. 不同JTC方法的相关峰分布情况。(a)传统JTC;(b) BJTC

Fig. 1. Distribution of the correlation peaksof different JTC methods. (a) Conventional JTC; (b) BJTC

图 2. 卫星推扫运动所产生的系统像移量

Fig. 2. Constant image motion resulting from satellite movement

图 3. 不同地物内容的测试图像。(a)城市;(b)沙漠;(c)山地;(d)海面;(e)田地;(f)乡镇

Fig. 3. Different images for test. (a) City; (b) desert; (c) massif; (d) sea surface; (e) cropland; (f) town

图 4. ISJTC仿真实验典型结果。(a)相关输入图像;(b)联合功率谱图像;(c)相关输出图像

Fig. 4. Simulation experiment results of ISJTC. (a) Input images; (b) joint power spectrum image; (c) related output image

图 5. 不同信噪比下的典型测试图像。(a) 42 dB; (b) 30 dB; (c) 20 dB; (d) 12 dB

Fig. 5. Typical test images of different SNRs. (a) 42 dB; (b) 30 dB; (c) 20 dB; (d) 12 dB

图 6. ISJTC方法的FPGA硬件测试系统设计图

Fig. 6. Design diagram of FPGA hardware system for ISJTC method

图 7. 实验中的运动目标

Fig. 7. Moving target in the experiment

图 8. 行方向像移测量结果

Fig. 8. Image motion measurement results in x direction

图 9. 列方向像移测量结果

Fig. 9. Image motion measurement results in y direction

图 10. 图像序列PSNR计算结果

Fig. 10. PSNR of image sequence

表 1不同内容图像的像移测量均方根误差

Table1. RMSE of image motion measurement of different images

表 2不同信噪比下的像移测量均方根误差

Table2. RMSE of image motion measurement under different SNRs

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图 1. 不同JTC方法的相关峰分布情况。(a)传统JTC;(b) BJTC

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Fig. 2. Constant image motion resulting from satellite movement

图 3. 不同地物内容的测试图像。(a)城市;(b)沙漠;(c)山地;(d)海面;(e)田地;(f)乡镇

Fig. 3. Different images for test. (a) City; (b) desert; (c) massif; (d) sea surface; (e) cropland; (f) town

图 4. ISJTC仿真实验典型结果。(a)相关输入图像;(b)联合功率谱图像;(c)相关输出图像

Fig. 4. Simulation experiment results of ISJTC. (a) Input images; (b) joint power spectrum image; (c) related output image

图 5. 不同信噪比下的典型测试图像。(a) 42 dB; (b) 30 dB; (c) 20 dB; (d) 12 dB

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图 6. ISJTC方法的FPGA硬件测试系统设计图

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图 7. 实验中的运动目标

Fig. 7. Moving target in the experiment

图 8. 行方向像移测量结果

Fig. 8. Image motion measurement results in x direction

图 9. 列方向像移测量结果

Fig. 9. Image motion measurement results in y direction

图 10. 图像序列PSNR计算结果

Fig. 10. PSNR of image sequence

表 1不同内容图像的像移测量均方根误差

Table1. RMSE of image motion measurement of different images

表 2不同信噪比下的像移测量均方根误差

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