本发明公开了一种带有地理编码的光学卫星视频稳像方法及系统，包括依次以相邻两帧视频图像的前一帧为主帧、后一帧为辅帧，得到若干对主帧和辅帧图像；视频图像帧间匹配，得到每一对主帧和辅帧图像之间的匹配点；构建视频图像帧间几何修正模型；求解辅帧图像的帧间几何修正参数；对辅帧图像的定向参数进行帧间几何修正，得到修正后的定向参数；对视频图像进行地理编码，得到带地理编码的稳像图像。本发明在保证光学卫星视频图像稳像精度的同时，得到的稳像图像带有地理编码，便于用户从视频数据中直接获取兴趣目标的几何信息。
1.一种带有地理编码的光学卫星视频稳像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据光学视频卫星高频时序成像的特点，依次以相邻两帧视频图像的前一帧为主帧、后一帧为辅帧，得到若干对主帧和辅帧图像；
步骤2，视频图像帧间匹配，得到每一对主帧和辅帧图像之间的匹配点；
步骤3，构建视频图像帧间几何修正模型，包括以下子步骤，步骤3.1，构建光学卫星视频图像的定向模型
其中，(x,y)为像点坐标； 为地面点正则化坐标；(xo,yo)为像点坐标正则化平移参数；(xs,ys)为像点坐标正则化缩放参数；三次多项式p1,p2,p3,p4的具体形式为：其中，(a1,a2,...,a20,b1,b2,...,b20,c1,c2,...,c20,d1,d2,...,d20)为视频图像的定向参数；
其中，(x,y)为像点坐标； 为地面点正则化坐标；(xo,yo)为像点坐标正则化平移参数；(xs,ys)为像点坐标正则化缩放参数；p1,p2,p3,p4为定向模型中的三次多项式；(β1,β2,β3,θ1,θ2,θ3)为辅帧图像的帧间几何修正参数；
步骤5，对辅帧图像的定向参数进行帧间几何修正，得到修正后的定向参数，包括以下子步骤，步骤5.1，在辅帧图像上划分规则格网，并在辅帧图像覆盖范围内设置若干个高程基准面，根据辅帧图像的定向模型，将辅帧图像上的每一个规则格网点投影到高程基准面上，生成虚拟控制点；
步骤5.2，对虚拟控制点的像方坐标进行帧间几何修正，得到修正后的像方坐标；
步骤5.3，利用帧间几何修正后的虚拟控制点，求解辅帧图像的定向参数；
步骤6，对视频图像进行地理编码，得到带地理编码的稳像图像，包括以下子步骤，步骤6.1，根据视频图像的定向模型，分别将第一帧、中间帧和最后一帧图像的四个角点投影至数字高程模型上，得到第一帧、中间帧和最后一帧图像的地理范围，再取这三帧图像的地理范围内接四边形的交集，作为稳像图像的地理范围；
步骤6.2，根据稳像图像左上角点的地理坐标、图像大小及空间分辨率，计算稳像图像地理范围内每一个地面点的地理坐标；
步骤6.3，对于每一帧视频图像，制作对应的稳像图像。
2.根据权利要求1所述带有地理编码的光学卫星视频稳像方法，其特征在于：步骤4中，求解辅帧图像的帧间几何修正参数实现如下，步骤4.1，根据主帧图像的定向模型，将主帧图像上的匹配点投影至数字高程模型上，得到地面投影点；
步骤4.2，根据辅帧图像的定向模型，将地面投影点投到到辅帧图像上，得到像方投影点；
步骤4.3，根据辅帧图像的帧间几何修正模型，利用辅帧图像上的像方投影点及其对应匹配点，按照最小二乘平差原理求解帧间几何修正参数。
3.根据权利要求1所述带有地理编码的光学卫星视频稳像方法，其特征在于：步骤6.3中，对于每一帧视频图像，采用基于OpenMP的多核并行计算，制作对应的稳像图像。
4.根据权利要求3所述带有地理编码的光学卫星视频稳像方法，其特征在于：步骤6.3中，对于单核计算处理，包括执行以下步骤，步骤6.3.1，根据视频图像的定向模型，将稳像图像地理范围内的地面点投影到视频图像上，得到像方投影点；
步骤6.3.2，根据像方投影点坐标，在视频图像上进行灰度重采样，并将得到的灰度值赋值给稳像图像；
步骤6.3.3，重复步骤6.3.1和6.3.2，直至所有地面点完成坐标投影、灰度重采样及灰度赋值，得到当前视频图像对应的稳像图像。
5.一种带有地理编码的光学卫星视频稳像系统，其特征在于，包括以下模块：第一模块，用来根据光学视频卫星高频时序成像的特点，依次以相邻两帧视频图像的前一帧为主帧、后一帧为辅帧，得到若干对主帧和辅帧图像；
第二模块，用来视频图像帧间匹配，得到每一对主帧和辅帧图像之间的匹配点；
第三模块进一步包括定向模型构建模块和帧间几何修正模型构建模块；
定向模型构建模块，用来构建光学卫星视频图像的定向模型如下：其中，(x,y)为像点坐标； 为地面点正则化坐标；(xo,yo)为像点坐标正则化平移参数；(xs,ys)为像点坐标正则化缩放参数；三次多项式p1,p2,p3,p4的具体形式为：其中，(a1,a2,...,a20,b1,b2,...,b20,c1,c2,...,c20,d1,d2,...,d20)为视频图像的定向参数；
帧间几何修正模型，用来构建辅帧图像的帧间几何修正模型如下，其中，(x,y)为像点坐标； 为地面点正则化坐标；(xo,yo)为像点坐标正则化平移参数；(xs,ys)为像点坐标正则化缩放参数；p1,p2,p3,p4为定向模型中的三次多项式；(β1,β2,β3,θ1,θ2,θ3)为辅帧图像的帧间几何修正参数；
第五模块，用来对辅帧图像的定向参数进行帧间几何修正，得到修正后的定向参数；
第五模块进一步包括虚拟控制点生成模块、虚拟控制点修正模块和定向参数求解模块；
虚拟控制点生成模块，用来在辅帧图像上划分规则格网，并在辅帧图像覆盖范围内设置若干个高程基准面，根据辅帧图像的定向模型，将辅帧图像上的每一个规则格网点投影到高程基准面上，生成虚拟控制点；
虚拟控制点修正模块，用来对虚拟控制点的像方坐标进行帧间几何修正，得到修正后的像方坐标；
定向参数求解模块，用来利用帧间几何修正后的虚拟控制点，求解辅帧图像的定向参数；
第六模块，用来对视频图像进行地理编码，得到带地理编码的稳像图像；
第六模块进一步包括地理范围计算模块、地理坐标计算模块和稳像图像制作模块；
地理范围计算模块，用来根据视频图像的定向模型，分别将第一帧、中间帧和最后一帧图像的四个角点投影至数字高程模型上，得到第一帧、中间帧和最后一帧图像的地理范围，再取这三帧图像的地理范围内接四边形的交集，作为稳像图像的地理范围；
地理坐标计算模块，用来根据稳像图像左上角点的地理坐标、图像大小及空间分辨率，计算稳像图像地理范围内每一个地面点的地理坐标；
稳像图像制作模块，用来对于每一帧视频图像，制作对应的稳像图像。
6.根据权利要求5所述带有地理编码的光学卫星视频稳像系统，其特征在于：第四模块进一步包括像点投影模块、地面点投影模块和帧间几何修正参数求解模块；
像点投影模块，用来根据主帧图像的定向模型，将主帧图像上的匹配点投影至数字高程模型上，得到地面投影点；
地面点投影模块，用来根据辅帧图像的定向模型，将地面投影点投到到辅帧图像上，得到像方投影点；
帧间几何修正参数求解模块，用来根据辅帧图像的帧间几何修正模型，利用辅帧图像上的像方投影点及其对应匹配点，按照最小二乘平差原理求解帧间几何修正参数。
7.根据权利要求5所述带有地理编码的光学卫星视频稳像系统，其特征在于：稳像图像制作模块中，对于每一帧视频图像，采用基于OpenMP的多核并行计算，制作对应的稳像图像。
8.根据权利要求7所述带有地理编码的光学卫星视频稳像系统，其特征在于：稳像图像制作模块中，对于单核计算处理，包括执行以下步骤，步骤6.3.1，根据视频图像的定向模型，将稳像图像地理范围内的地面点投影到视频图像上，得到像方投影点；
步骤6.3.2，根据像方投影点坐标，在视频图像上进行灰度重采样，并将得到的灰度值赋值给稳像图像；
步骤6.3.3，重复步骤6.3.1和6.3.2，直至所有地面点完成坐标投影、灰度重采样及灰度赋值，得到当前视频图像对应的稳像图像。
一种带有地理编码的光学卫星视频稳像方法及系统
技术领域
[0001] 本发明属于光学卫星视频图像几何处理技术领域，特别涉及一种带有地理编码的光学卫星视频稳像方法及系统。
背景技术
[0002] 光学视频卫星上搭载的视频相机可以通过凝视成像模式，获取目标区域的高频时序图像。利用这些高频时序图像，可以实现对运动过程的连续观测，特别适用于飞机、舰船等运动目标瞬时特性的跟踪分析以及森林火情、洪涝等高动态、短时隙现象的实时监测。
[0003] 为了充分发挥光学视频卫星的效能，首先需求解决视频图像的稳像问题。视频稳像精度通常应达到子像素，才能够满足光学卫星视频数据高精度实时应用需求。当前视频稳像大多采用像方平移、相似变换、仿射变换等数学模型描述视频图像帧间几何关系。这些视频稳像模型虽然简单易用，但对于光学视频卫星却面临两个主要问题：1)难以顾及镜头畸变、地形起伏等引起的几何变形，而且随着视频相机空间分辨率、视频幅宽的不断提高，帧间几何变形将愈加明显，以至于利用这些视频稳像模型难以实现子像素级视频稳像。由此可见，采用传统简单的视频稳像模型难以全面描述众多误差源对视频图像帧间几何关系的影响，从而无法保证视频稳像的几何质量。2)对于光学视频卫星的用户而言，通常需要从视频数据中获取兴趣目标的几何信息，比如运动目标的位置与速度，而利用传统视频稳像模型进行视频稳像处理得到的视频数据，将难以满足这一应用需求。
发明内容
[0004] 针对现有技术在光学卫星视频稳像方面存在的不足，本发明提供了一种带有地理编码的光学卫星视频稳像方法及系统，本发明在卫星视频图像定向模型的基础上，构建视频图像帧间几何修正模型，并对视频图像进行地理编码，来实现带有地理编码的光学卫星视频稳像。
[0005] 本发明提供的一种带有地理编码的光学卫星视频稳像方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] 步骤1，根据光学视频卫星高频时序成像的特点，依次以相邻两帧视频图像的前一帧为主帧、后一帧为辅帧，得到若干对主帧和辅帧图像；
[0007] 步骤2，视频图像帧间匹配，得到每一对主帧和辅帧图像之间的匹配点；
[0008] 步骤3，构建视频图像帧间几何修正模型，包括以下子步骤，
[0009] 步骤3.1，构建光学卫星视频图像的定向模型；
[0010] 步骤3.2，构建辅帧图像的帧间几何修正模型如下，
[0011]
[0012] 其中，(x,y)为像点坐标； 为地面点正则化坐标；(xo,yo)为像点坐标正则化平移参数；(xs,ys)为像点坐标正则化缩放参数；p1,p2,p3,p4为定向模型中的三次多项式；(β1,β2,β3,θ1,θ2,θ3)为辅帧图像的帧间几何修正参数；
[0013] 步骤4，求解辅帧图像的帧间几何修正参数；
[0014] 步骤5，对辅帧图像的定向参数进行帧间几何修正，得到修正后的定向参数，包括以下子步骤，
[0015] 步骤5.1，在辅帧图像上划分规则格网，并在辅帧图像覆盖范围内设置若干个高程基准面，根据辅帧图像的定向模型，将辅帧图像上的每一个规则格网点投影到高程基准面上，生成虚拟控制点；
[0016] 步骤5.2，对虚拟控制点的像方坐标进行帧间几何修正，得到修正后的像方坐标；
[0017] 步骤5.3，利用帧间几何修正后的虚拟控制点，求解辅帧图像的定向参数；
[0018] 步骤6，对视频图像进行地理编码，得到带地理编码的稳像图像，包括以下子步骤，[0019] 步骤6.1，根据视频图像的定向模型，分别将第一帧、中间帧和最后一帧图像的四个角点投影至数字高程模型上，得到第一帧、中间帧和最后一帧图像的地理范围，再取这三帧图像的地理范围内接四边形的交集，作为稳像图像的地理范围；
[0020] 步骤6.2，根据稳像图像左上角点的地理坐标、图像大小及空间分辨率，计算稳像图像地理范围内每一个地面点的地理坐标；
[0021] 步骤6.3，对于每一帧视频图像，制作对应的稳像图像。
[0022] 而且，步骤3.1所得光学卫星视频图像的定向模型如下：
[0023]
[0024] 其中，(x,y)为像点坐标； 为地面点正则化坐标；(xo,yo)为像点坐标正则化平移参数；(xs,ys)为像点坐标正则化缩放参数；三次多项式p1,p2,p3,p4的具体形式为：
[0025]
[0026] 其中，(a1,a2,…,a20,b1,b2,...,b20,c1,c2,...,c20,d1,d2,...,d20)为视频图像的定向参数。
[0027] 而且，步骤4中，求解辅帧图像的帧间几何修正参数实现如下，
[0028] 步骤4.1，根据主帧图像的定向模型，将主帧图像上的匹配点投影至数字高程模型上，得到地面投影点；
[0029] 步骤4.2，根据辅帧图像的定向模型，将地面投影点投到到辅帧图像上，得到像方投影点；
[0030] 步骤4.3，根据辅帧图像的帧间几何修正模型，利用辅帧图像上的像方投影点及其对应匹配点，按照最小二乘平差原理求解帧间几何修正参数。
[0031] 而且，步骤6.3中，对于每一帧视频图像，采用基于OpenMP的多核并行计算，制作对应的稳像图像。
[0032] 而且，步骤6.3中，对于单核计算处理，包括执行以下步骤，
[0033] 步骤6.3.1，根据视频图像的定向模型，将稳像图像地理范围内的地面点投影到视频图像上，得到像方投影点；
[0034] 步骤6.3.2，根据像方投影点坐标，在视频图像上进行灰度重采样，并将得到的灰度值赋值给稳像图像；
[0035] 步骤6.3.3，重复步骤6.3.1和6.3.2，直至所有地面点完成坐标投影、灰度重采样及灰度赋值，得到当前视频图像对应的稳像图像。
[0036] 本发明还提供一种带有地理编码的光学卫星视频稳像系统，包括以下模块：
[0037] 第一模块，用来根据光学视频卫星高频时序成像的特点，依次以相邻两帧视频图像的前一帧为主帧、后一帧为辅帧，得到若干对主帧和辅帧图像；
[0038] 第二模块，用来视频图像帧间匹配，得到每一对主帧和辅帧图像之间的匹配点；
[0039] 第三模块，用来构建视频图像帧间几何修正模型；
[0040] 第三模块进一步包括定向模型构建模块和帧间几何修正模型构建模块；
[0041] 定向模型构建模块，用来构建光学卫星视频图像的定向模型；
[0042] 帧间几何修正模型，用来构建辅帧图像的帧间几何修正模型如下，[0043]
[0044] 其中，(x,y)为像点坐标； 为地面点正则化坐标；(xo,yo)为像点坐标正则化平移参数；(xs,ys)为像点坐标正则化缩放参数；p1,p2,p3,p4为定向模型中的三次多项式；(β1,β2,β3,θ1,θ2,θ3)为辅帧图像的帧间几何修正参数；
[0045] 第四模块，用来求解辅帧图像的帧间几何修正参数；
[0046] 第五模块，用来对辅帧图像的定向参数进行帧间几何修正，得到修正后的定向参数；
[0047] 第五模块进一步包括虚拟控制点生成模块、虚拟控制点修正模块和定向参数求解模块；
[0048] 虚拟控制点生成模块，用来在辅帧图像上划分规则格网，并在辅帧图像覆盖范围内设置若干个高程基准面，根据辅帧图像的定向模型，将辅帧图像上的每一个规则格网点投影到高程基准面上，生成虚拟控制点；
[0049] 虚拟控制点修正模块，用来对虚拟控制点的像方坐标进行帧间几何修正，得到修正后的像方坐标；
[0050] 定向参数求解模块，用来利用帧间几何修正后的虚拟控制点，求解辅帧图像的定向参数；
[0051] 第六模块，用来对视频图像进行地理编码，得到带地理编码的稳像图像；
[0052] 第六模块进一步包括地理范围计算模块、地理坐标计算模块和稳像图像制作模块；
[0053] 地理范围计算模块，用来根据视频图像的定向模型，分别将第一帧、中间帧和最后一帧图像的四个角点投影至数字高程模型上，得到第一帧、中间帧和最后一帧图像的地理范围，再取这三帧图像的地理范围内接四边形的交集，作为稳像图像的地理范围；；
[0054] 地理坐标计算模块，用来根据稳像图像左上角点的地理坐标、图像大小及空间分辨率，计算稳像图像地理范围内每一个地面点的地理坐标；
[0055] 稳像图像制作模块，用来对于每一帧视频图像，制作对应的稳像图像。
[0056] 而且，定向模型构建模块中所得光学卫星视频图像的定向模型如下：
[0057]
[0058] 其中，(x,y)为像点坐标； 为地面点正则化坐标；(xo,yo)为像点坐标正则化平移参数；(xs,ys)为像点坐标正则化缩放参数；三次多项式p1,p2,p3,p4的具体形式为：
[0059]
[0060] 其中，(a1,a2,...,a20,b1,b2,...,b20,c1,c2,...,c20,d1,d2,...,d20)为视频图像的定向参数。
[0061] 而且，第四模块进一步包括像点投影模块、地面点投影模块和帧间几何修正参数求解模块；
[0062] 像点投影模块，用来根据主帧图像的定向模型，将主帧图像上的匹配点投影至数字高程模型上，得到地面投影点；
[0063] 地面点投影模块，用来根据辅帧图像的定向模型，将地面投影点投到到辅帧图像上，得到像方投影点；
[0064] 帧间几何修正参数求解模块，用来根据辅帧图像的帧间几何修正模型，利用辅帧图像上的像方投影点及其对应匹配点，按照最小二乘平差原理求解帧间几何修正参数。
[0065] 而且，稳像图像制作模块中，对于每一帧视频图像，采用基于OpenMP的多核并行计算，制作对应的稳像图像。
[0066] 而且，稳像图像制作模块中，对于单核计算处理，包括执行以下步骤，[0067] 步骤6.3.1，根据视频图像的定向模型，将稳像图像地理范围内的地面点投影到视频图像上，得到像方投影点；
[0068] 步骤6.3.2，根据像方投影点坐标，在视频图像上进行灰度重采样，并将得到的灰度值赋值给稳像图像；
[0069] 步骤6.3.3，重复步骤6.3.1和6.3.2，直至所有地面点完成坐标投影、灰度重采样及灰度赋值，得到当前视频图像对应的稳像图像。
[0070] 本发明在保证光学卫星视频图像稳像精度的同时，得到的稳像图像带有地理编码，便于用户从视频数据中直接获取兴趣目标的几何信息。
附图说明
[0071] 图1为本发明实施例的具体流程图。
具体实施方式
[0072] 为了更清楚地说明本发明实施例和/或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0073] 下面将结合附图和实施例对本发明进一步的说明。
[0074] 本发明实施例在光学卫星视频图像定向模型的基础上，构建辅帧图像的帧间几何修正模型，利用帧间几何修正参数对辅帧图像的定向参数进行修正，再利用修正后的定向参数，对视频图像进行地理编码，可以在消除镜头畸变、地形起伏等引起的视频图像帧间几何变形的同时，制作带有地理编码的光学卫星稳像图像。参见图1，本发明实施例提供的带有地理编码的光学卫星视频稳像方法具体步骤如下：
[0075] 步骤1，根据光学视频卫星高频时序成像的特点，依次以相邻两帧视频图像的前一帧为主帧、后一帧为辅帧，得到若干对主帧和辅帧图像。
[0076] 例如，以第i帧图像为主帧、以第i+1帧图像为辅帧。
[0077] 步骤2，视频图像帧间匹配，得到每一对主帧和辅帧图像之间的匹配点。
[0078] 本步骤进一步包括：
[0079] 2.1利用SIFT匹配算法进行帧间匹配，得到主帧和辅帧图像之间的初始匹配点。
[0080] 2.2在初始匹配点的基础上，进行最小二乘影像匹配，得到主帧图像和辅帧图像之间的精确匹配点。
[0081] 2.3利用选权迭代法剔除主帧和辅帧图像之间的错误匹配点。
[0082] SIFT匹配算法、最小二乘影像匹配和选权迭代法具体实现为现有技术，本发明不予赘述，本发明利用这些方法得到主帧和辅帧图像之间的匹配点。
[0083] 步骤3，构建视频图像帧间几何修正模型。
[0084] 本步骤进一步包括：
[0085] 3.1构建光学卫星视频图像的定向模型，如式(1)所示：
[0086]
[0087] 其中，(x,y)为像点坐标； 为地面点正则化坐标；(xo,yo)为像点坐标正则化平移参数；(xs,ys)为像点坐标正则化缩放参数；三次多项式p1,p2,p3,p4的具体形式为：
[0088]
[0089] 其中，(a1,a2,...,a20,b1,b2,...,b20,c1,c2,...,c20,d1,d2,...,d20)为视频图像的定向参数。
[0090] 3.2构建辅帧图像的帧间几何修正模型，如式(2)所示：
[0091]
[0092] 其中，(β1,β2,β3,θ1,θ2,θ3)为辅帧图像的帧间几何修正参数。
[0093] 步骤4，求解辅帧图像的帧间几何修正参数。
[0094] 经过步骤2，会在主帧和辅帧图像上得到若干对匹配点，设[p(xp,yp),q(xq,yq)]是其中一对匹配点，本步骤进一步包括：
[0095] 4.1根据主帧图像的定向模型，将主帧图像上的匹配点p(xp,yp)投影至数字高程模型上，得到地面投影点
[0096] 根据步骤2所得匹配点，可实现投影。其中，φp,λp,hp分别为纬度、经度和高程坐标。
[0097] 4.2根据辅帧图像的定向模型，将地面投影点 投到到辅帧图像上，得到像方投影点q′(x′q,y′q)，其中
[0098] 4.3根据辅帧图像的帧间几何修正模型，利用辅帧图像上的像方投影点q′(x′q,y′q)及其对应匹配点q(xq,yq)，建立误差方程式，如式(3)所示：
[0099] V＝AX-L (3)
[0100] 其中， 为匹配点坐标残差向量； 为设计矩阵；X＝[β1 β2 β3 θ1 θ2 θ3]T为未知数向量；L＝[xq yq]T为常数项。
[0101] 根据式(3)，按照最小二乘平差原理求解帧间几何修正参数，如式(4)所示：
[0102] X＝(ATA)-1ATL (4)
[0103] 步骤5，对辅帧图像的定向参数进行帧间几何修正，得到修正后的定向参数。
[0104] 本步骤进一步包括：
[0105] 5.1在辅帧图像上划分规则格网(如10行×10列)，并在辅帧图像覆盖范围内设置若干个(如5个)高程基准面，然后根据辅帧图像的定向模型，将辅帧图像上的每一个规则格网点投影到高程基准面上，得到一组虚拟控制点，虚拟控制点的像方坐标和物方坐标分别为(xt,yt)和
[0106] 5.2对虚拟控制点的像方坐标(xt,yt)进行视频图像帧间几何修正，得到修正后的像方坐标(x′t,y′t)，如式(5)所示：
[0107]
[0108] 5.3利用帧间几何修正后的虚拟控制点 求解辅帧图像的定向参数；
[0109] 步骤6，对视频图像进行地理编码，得到带地理编码的稳像图像。
[0110] 本步骤进一步包括：
[0111] 6.1根据视频图像的定向模型，分别将第一帧、中间帧和最后一帧图像的四个角点投影至数字高程模型上，得到第一帧、中间帧和最后一帧图像的地理范围，再取这三帧图像的地理范围内接四边形的交集，作为稳像图像的地理范围；
[0112] 6.2根据稳像图像左上角点的地理坐标 图像大小(W,H)及空间分辨率计算稳像图像地理范围内每一个地面点的地理坐标(φj,λj)，如式(6)所示：
[0113]
[0114] 其中，i、j分别是稳像图像地理范围内的地面点列号和行号。
[0115] 6.3对于每一帧视频图像，采用基于OpenMP的多核并行计算，制作对应的稳像图像，对于单核计算处理，本子步骤进一步包括：
[0116] 6.3.1根据视频图像的定向模型，将稳像图像地理范围内的地面点投影到视频图像上，得到像方投影点；
[0117] 6.3.2根据像方投影点坐标，在视频图像上进行灰度重采样，并将得到的灰度值赋值给稳像图像；
[0118] 6.3.3重复步骤6.3.1和6.3.2，直至所有地面点完成坐标投影、灰度重采样及灰度赋值，得到当前视频图像对应的稳像图像。
[0119] 通过步骤6.2和6.3，得到的稳像图像的每一个像点都带有地理坐标，即实现了地理编码。
[0120] 步骤4.2和5.1中的定向模型为利用原始定向参数构建的视频图像定向模型；步骤4.1、6.1和6.3中的定向模型为利用帧间几何修正后的定向参数构建的视频图像定向模型。
[0121] 具体实施时，可采用软件方式实现流程的自动运行。运行流程的装置也应当在本发明的保护范围内。本发明还提供一种带有地理编码的光学卫星视频稳像系统，包括以下模块：
[0122] 第一模块，用来根据光学视频卫星高频时序成像的特点，依次以相邻两帧视频图像的前一帧为主帧、后一帧为辅帧，得到若干对主帧和辅帧图像；
[0123] 第二模块，用来视频图像帧间匹配，得到每一对主帧和辅帧图像之间的匹配点；
[0124] 第三模块，用来构建视频图像帧间几何修正模型；
[0125] 第三模块进一步包括定向模型构建模块和帧间几何修正模型构建模块；
[0126] 定向模型构建模块，用来构建光学卫星视频图像的定向模型；
[0127] 帧间几何修正模型，用来构建辅帧图像的帧间几何修正模型如下，[0128]
[0129] 其中，(x,y)为像点坐标； 为地面点正则化坐标；(xo,yo)为像点坐标正则化平移参数；(xs,ys)为像点坐标正则化缩放参数；p1,p2,p3,p4为定向模型中的三次多项式；(β1,β2,β3,θ1,θ2,θ3)为辅帧图像的帧间几何修正参数；
[0130] 第四模块，用来求解辅帧图像的帧间几何修正参数；
[0131] 第五模块，用来对辅帧图像的定向参数进行帧间几何修正，得到修正后的定向参数；
[0132] 第五模块进一步包括虚拟控制点生成模块、虚拟控制点修正模块和定向参数求解模块；
[0133] 虚拟控制点生成模块，用来在辅帧图像上划分规则格网，并在辅帧图像覆盖范围内设置若干个高程基准面，根据辅帧图像的定向模型，将辅帧图像上的每一个规则格网点投影到高程基准面上，生成虚拟控制点；
[0134] 虚拟控制点修正模块，用来对虚拟控制点的像方坐标进行帧间几何修正，得到修正后的像方坐标；
[0135] 定向参数求解模块，用来利用帧间几何修正后的虚拟控制点，求解辅帧图像的定向参数；
[0136] 第六模块，用来对视频图像进行地理编码，得到带地理编码的稳像图像；
[0137] 第六模块进一步包括地理范围计算模块、地理坐标计算模块和稳像图像制作模块；
[0138] 地理范围计算模块，用来根据视频图像的定向模型，分别将第一帧、中间帧和最后一帧图像的四个角点投影至数字高程模型上，得到第一帧、中间帧和最后一帧图像的地理范围，再取这三帧图像的地理范围内接四边形的交集，作为稳像图像的地理范围；；
[0139] 地理坐标计算模块，用来根据稳像图像左上角点的地理坐标、图像大小及空间分辨率，计算稳像图像地理范围内每一个地面点的地理坐标；
[0140] 稳像图像制作模块，用来对于每一帧视频图像，制作对应的稳像图像。
[0141] 各模块具体实现可参见相应步骤，本发明不予赘述。
[0142] 上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出任何的修改和改变，都落入本发明的保护范围。
