О точности относительного позиционирования растровых космических снимков

Для совмещения перекрывающихся растровых космических снимков поверхности Земли при их совместной обработке применяются специальные алгоритмы их взаимного относительного позиционирования [1-3]. Точность определения взаимного расположения растровых изображений при помощи этих алгоритмов, оцененная по результатам численного моделирования и достигнутая при обработке реальных данных, составляет единицы и десятки процентов размера элемента растра изображения (пикселя). В большинстве известных в литературе алгоритмов аппаратные передаточные функции каждого пикселя приемника изображения считаются идентичными, что в значительной степени имело место для некоторых устройств дискретизации изображения.

В настоящее время оптические камеры оснащаются растровыми приемниками изображения на основе матриц ПЗС и других подобных полупроводниковых приборов, передаточные функции пикселей которых, вообще говоря, различны и заметно варьируются от пикселя к пикселю. Специальные измерения выявили значительные различия индивидуальных характеристик пикселей полупроводниковых матриц как в оптическом [4], так и в рентгеновском [5] диапазонах длин волн.

В настоящей работе проведено исследование влияния неидентичности пикселей приемника изображения на точность относительного позиционирования растровых изображений. Представленные в работе результаты численного моделирования удовлетворительно согласуются с результатами лабораторного эксперимента, проведенного на прецизионном микроинтерферометрическом оборудовании с использованием пьезоэлектрического нанопозиционера [6].

Работа частично поддержана за счет средств госконтракта № 168/08-ЦС от 01 октября 2008 г.

Литература.
1. Tian Q., Huhns M. N. Algorithms for Subpixel Registration. Computer Vision, Graphics and Image Processing. 1986. V.35. PP.220-233.
2. Goshtasby A., Stockman G. C., Page C. V. A region based approach to digital image registration with subpixel accuracy. IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1986. V.24. N.3. PP.390-399.
3. Stone H.S., Orchard M.T., Chang E. C. and Martucci S. A. A Fast Direct Fourier-Based Algorithm for Subpixel Registration of Images. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2001. V.39. N.10.P.2235.
4. Toyozumi H., Ashley M. Intra-Pixel Sensitivity Variation and Charge Transfer Inefficiency – Results of CCD Scans. Pub. Astronomical. Soc. Australia, 2005. V.22. P.257-266.
5. Pivovaroff M., Jones S., Bautz M., et al. Measurement of the Subpixel Structure of AXAF CCD"s. IEEE Trans. Nucl. Sci. 1998. V.45. N.2. P.164-175.
6. Левин Г.Г., Илюшин Я.А., Минаев В.Л., Моисеев Н.Н. Определение наноперемещений объекта по оптическому фазовому изображению Измерительная техника. 2010. № 7. С. 38-42.