[发明专利]基于分层退化模型的无人机实时图像模拟方法

权利要求书

1.一种基于分层退化模型的无人机实时图像模拟方法，模拟的缺陷类型包括：几何畸变、灰度畸变、模糊效果、混叠、振铃及噪声缺陷。

2.根据权利要求1所述的一种基于分层退化模型的无人机实时图像模拟方法，包括以下步骤：

第一步，根据无人机的飞行参数在原始图像中模拟几何畸变；

第二步，对第一步生成的仿真图像进行亮度与对比度的调节，模拟灰度畸变；

第三步，在第二步生成的仿真图像中加入模糊效果，包括运动模糊和离焦模糊；

第四步，在第三步生成的仿真图像中加入混叠、振铃效果；

第五步，在第四步生成的仿真图像中加入噪声，包括高斯噪声和椒盐噪声两种；

最后，得到最终的模拟图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于分层退化模型的无人机实时图像模拟方法，所述的第一步为：

设定无人机的飞行参数为：飞行高度为H、参考飞行高度为H₀、偏航角为俯仰角为θ和滚动角为γ，设原始图像尺寸为(w,h)，模拟图像尺寸为建立基准坐标系oxyz，原点o选在无人机载摄像头的投影位置，ox轴沿着无人机飞行方向指向前方，oy轴垂直地面向上，oz轴垂直于xoy平面，并满足右手定则，建立摄像坐标系o₁xyz，将oxyz坐标系原点移至摄像头位置o₁，成像区域为四边形ABCD；若飞行姿态角无偏差，即时，ABCD为矩形，否则为梯形或不规则四边形；

具体方法如下：

1)由仿真图像中某像素点P₁：(i,j)得到该像素点在摄像坐标系中坐标(i,-H₀,j)，其中参考飞行高度

2)基准坐标系与摄像坐标系之间的坐标变换公式为：

xyz=Gx1y1z1+0H0---(1)]]>

变换矩阵G为：

根据坐标变换公式获取P₁进行坐标变换后在基准坐标系中的坐标：P′＝(i′,k′,j′)：

3)结合相机在基准坐标系中坐标o₁＝(0,H,0)求出直线o₁P′在基准坐标系中的方程：

x-i′i′=y-k′k′-H=z-j′j′---(4)]]>

4)令方程（4）中y＝0，求得直线o₁P′与xoz平面的交点P：

P=(i′HH-k′,0,j′HH-k′)---(5)]]>

5)上一步的步骤4）中的P点即为仿真图像像素点P₁在原始图像中的对应点，将原始图像中像素点P:(P_x,P_z)的像素值赋给仿真图像中的P₁:(i,j)；

生成几何畸变效果图。