使用往复式逐行扫描的方式可以提高激光共聚焦显微内窥镜的成像速度和数据利用率, 但这种扫描方式也会带来图像畸变和错位问题, 从而影响系统成像质量。受扫描畸变影响, 图像错位程度不一致, 后期处理难以得到理想的校正效果。本文基于共振振镜的运动规律, 推导了均匀空间采样过程中的采样时间函数, 通过非等时采样方法校正了振镜速度变化带来的横向畸变。利用互相关法评价图像错位程度, 采用遗传算法获得最优的采样开始时刻, 实现了图像错位的校正。最终通过调整采样开始时刻和时间间隔在数据采集环节校正了图像畸变和错位。为了验证图像畸变校正和错位校正效果, 本文搭建了基于往复式逐行扫描方式的激光共聚焦显微内窥成像系统。实验结果表明, 该方法能够有效地校正图像畸变和错位, 图像的横向分辨率。与现有方法相比, 本文方法将图像的局部分辨率由10 pixel提高到6 pixel。

往复式逐行扫描是一种提高激光共焦扫描显微成像帧速的有效方式,然而随着帧速的提高,这种扫描方式在图像重构时会带来更严重的图像错位。根据高速振镜运动特性,分析了激光共焦高速扫描显微成像系统逐行扫描下的重构图像错位原理,设计了基于形态学梯度的重构图像错位评价算法,并且结合搜索错位评价最小点的单目标约束粒子群算法实现了重构图像错位校正。经实验验证,该算法适用于成像帧速高达300 frame/s的重构图像错位校正;与未进行错位校正的图像相比,校正后的成像分辨率提高了68.83%,同时该算法能够适用于不同振镜搭配方式和不同扫描帧速的图像重构。

空间相机采用交错排列线列探测器对地成像，其奇、偶列图像数据在沿轨方向出现明显的错位变形，为保证图像的几何精度，提出了一种错位校正方法。通过坐标变换法建立了空间相机对地几何成像模型，分析了错位产生的原因。并对交错排列线列探测器对地成像特性，以及沿轨方向、和线列方向的错位位移情况进行了分析。利用蒙特卡洛法分析了轨道、姿态扰动以及目标高程等因素对错位变形的影响，根据其错位变形情况，提出了一种基于光流场的错位校正方法，利用奇、偶列图像的图像块匹配结果生成图像的光流场，通过光流场来实现图像的错位校正。将该方法用于某红外相机遥感图像的错位校正处理，能显著去除掉遥感图像的错位变形，验证了错位变形分析方法以及错位校正方法的有效性。