为了提高低照度遥感图像的可视性, 提出了利用改进的多尺度Retinex算法与局部对比度自适应调整相结合的方法来改善图像质量。首先, 把原始图像变换到HSI色彩空间, 有效分离H、S、I分量; 然后, 然后在保持色调分量H不变的前提下, 对亮度分量I利用改进的多尺度Retinex算法进行处理, 对整幅图像进行亮度和对比度的初步调整, 通过使用Sigmoid函数替换多尺度Retinex算法中的对数函数来减少数据丢失; 为了使局部细节信息得到更好的改善, 在利用改进的多尺度Retinex算法处理后进行自适应局部对比度增强, 提高图像局部对比度; 对饱和度分量S采用分段线性增强的方法进行处理; 最后, 将处理后的图像变换回到RGB空间。实验结果表明: 图像信息熵由5.79提高至6.65; 图像感兴趣区域的局部对比度由0.695提高至0.701, 图像质量以及利用价值得到了提升。

在航天相机的成像过程中，拍摄场景的亮度随着地表目标和大气环境的变化而发生改变，为了保证航天相机输出理想的图像，提出了基于地-气间辐射模型的航天相机自动调光方法。根据地-气间辐射传输特性建立航天相机入瞳处辐照度模型，通过分析大气气溶胶对遥感成像的影响，对该模型进行了改进，并在此基础上提出了航天相机自动调光方法。航天相机自动调光首先根据总辐照度以及地面目标辐照度占总辐照度的比例对自动调光参数进行调节，目的是尽可能提高地面目标信息量，然后根据大气气溶胶光学厚度确定自适应拉普拉斯滤波的参数，增强遥感图像的细节。由实验结果可以看出，自动调光增加了遥感图像的信息量，增强了图像对比度，航天相机的成像质量得到了明显地提高。

遥感相机电子学系统在信号转换过程中会产生V/Q非线性和DN/V非线性, 并均会对成像子系统的调制传递函数(MTF)造成影响。本文研究了这两种电子学非线性的产生机理和对MTF的影响并提出了相应的判别方法。从两种非线性的产生机理出发, 建立了V/Q非线性和DN/V非线性模型, 深入分析了两者对相机MTF的影响并进行了仿真实验。实验表明, 非线性造成了电子学MTF的下降, 使其由正常状态下的0.55下降为0.47, 此外还导致MTF随照度变化。提出了基于视频响应曲线结合响应非均匀性(PRNU)噪声曲线区分V/Q非线性和DN/V非线性的方法并进行了仿真验证。仿真实验验证了提出方法的有效性, 为系统设计、改进和非线性补偿提供了有力支持。

剖析了时间延迟积分CCD( TDICCD)像元校正对信噪比和调制传递函数测试的影响，设计了基于辐射标定和地面控制的多通道TDICCD像元响应非均匀性实时处理方法以提高星上实时图像的像元响应非均匀性。该方法基于辐射标定去除图像的固定图形噪声，并校正图像奇异点; 通过分析星上实时传输图像，处理奇异点像元的图像问题，实现地面控制像元响应非均匀性的实时调整。提出的系统实时处理方式可以不改变硬件结构即有效改善图像的视觉效果，对于坏像元、像元性能降低、像元污染等特定情况有很强的纠错能力。实际成像试验的对比表明，该方法对信噪比、调制传递函数有很好的修正作用，其精确调整能力分别达到0.1db及0.01; 在50%饱和值下测试的图像非均匀性指标达到1.25%。 该方法结构简单，在工程实践中有很好的应用前景。关键词: 时间延迟积分CCD(TDICCD); 辐射标定;像元响应非均匀性校正; 现场可编程门阵列(FPGA)实时处理; 灰度插值中图分类号:

调制传递函数(MTF)是评价光学成像系统信息传递频率特性的一个关键指标，倾斜刃边法是测量MTF的主要方法之一。为了解决传统倾斜刃边法对噪声图像边缘角度估计的不准确性，提出了一种基于正态分布拟合和中值点查寻的MTF 测量新算法。通过正态分布函数模拟一幅与实际图像误差最小的模拟图像，利用中值点查寻法对模拟图像处理，求得最佳刃边角度，利用该角度求出实际图像的边缘扩散曲线，再通过费米函数拟合获得边缘扩散函数(ESF)。由实验结果可以看出，在图像噪声较大的情况下，对倾斜刃边角度估计的准确度得到了明显提升，进而也提高了MTF的测量精度。

针对搭载平台颤振对遥感相机成像的影响, 利用辅助高速面阵CCD相机拍摄高帧频图像序列, 通过像元合并来补偿曝光时间不足, 增加图像的亮度、对比度和信噪比, 同时结合一种区域选择算法来选择用于计算的图像区域, 最后使用灰度投影算法对振动位移量进行估计。实验数据表明, 提出的改进算法误差为一个像元, 在准确性和稳定性方面均明显优于原始算法。

为了满足空间遥感TDICCD相机侧摆成像时对图像定位精度的要求，提出了一种侧摆成像时图像定位精度优化方法。首先，根据遥感TDICCD相机的工作原理计算了星下点成像和侧摆成像2种模式下的行周期值。然后，在分析了侧摆成像会导致一段时间内出现定位误差太大的原因的基础上，介绍了利用记录3种信息：行周期信号上升沿时刻、行同步信号上升沿时刻和二者之间时间差来对图像进行定位的方法。最后，计算了提出方案的定位误差。实验结果表明，在一次成像过程中，产生的定位误差小于地面像元分辨率大小，能满足系统对于图像定位精度的要求。

针对基于光学手段实现的传统光学联合变换相关器不适应空间环境等问题, 对传统相关器进行了改进和试验验证。首先, 采用完全电子学手段替代采用光学器件实现的方法解决了联合变换相关器适应空间环境的问题。然后, 在联合变换过程中加入自相关运算, 消除了零级衍射峰的影响, 并引入过采样离散傅里叶变换方法提升相关器的测量精度。最后, 采用精密直线导轨开展静态测试试验, 验证了改进后的联合变换相关器的性能。静态测试试验表明: 对于亚像元级的微小位移量, 改进后的联合变换相关器测量误差均方根(RMS)值为0.22 pixel。改进后的联合变换相关器显示了良好的空间环境适应性和较好的可实现性, 其精度基本满足空间相机像移补偿的要求。

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的时间延迟积分(TDI)CCD图像实时处理方法以提高拼接成像系统输出图像的质量和视觉效果。首先, 对TDICCD成像系统进行像元级非均匀性校正, 去除像元响应差异、固定图形噪声和暗电流噪声; 对图像进行了基于行极值的自适应中值滤波, 去除了图像中的随机噪声和脉冲噪声。然后, 对噪声处理后的图像进行图像增强, 通过提取图像的低频和高频成分, 实现图像细节信息的调整和对比度增强。最后, 采用基于行的分段线性拉伸方式, 提高图像的动态范围。设计了基于FPGA的TDICCD成像系统的图像实时校正处理结构, 分析了算法占用的资源、算法计算误差和可靠性等指标。实验结果表明, 提出的图像实时处理结构将图像输出信噪比均值由48 db提高到52 db, 图像非均匀性由3.41%降低到1.73%, 图像的对比度显著增强, 其动态范围提高了6%.