CN111935399B - 一种历史航片的数字化方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开一种历史航片的数字化方法，涉及机场导航台选址建设、城市规划、日照分析、地形分析、公共安全、摄影技术领域，用于解决现有技术中历史航片数字化必须通过扫描方式完成且工作效率低的问题。所述历史航片的数字化方法，包括：通过数码相机拍摄目标历史航片；其中，所述数码相机的像素不小于亿级；将所述相机输出的原始影像进行影像后处理后，得到分辨率不低于23μ的输出影像进行数字化保存。本发明通过高分辨率大面阵数码相机拍摄历史航片的影像，并结合计算机后处理，能够快速对航空摄影资料进行数字化，不再需要对历史航片进行扫描，提高历史航片数字化的效率。

Description

一种历史航片的数字化方法

技术领域

本发明涉及机场导航台选址建设、城市规划、日照分析、地形分析、公共安全、摄影技术领域，尤其涉及一种历史航片的数字化方法。

背景技术

航空摄影测量原始胶片具有幅面大、变形小、几何精度高等特点，其影像资料的准确性、直观性独具优势，历史价值极高。航空摄影胶片作为历史档案的一种，详细的记录了城市规模、设施等地貌信息变迁。因胶片材质保质期有限，有必要将其进行数字化永久保存。

目前，航摄资料的数字化保存主要是利用高清影像扫描仪，按照一定的分辨率对航空摄影胶片进行扫描，并将扫描数据按照规定的存储格式和要求，进行整理并保存在硬盘或其他存储介质上。若要扫描大量历史胶片，这种通过扫描来保存历史航片的方式费时费力，远远达不到历史影像数字化的时效性要求，而对于胶片来说，时间越久，损毁的风险就愈大。因此，有必要对现行的硬件设备及传统扫描手段进行创新，以提高历史航片资料数字化的效率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种历史航片的数字化方法，用于解决现有技术中历史航片数字化必须通过扫描方式完成且工作效率低的问题，本发明通过高分辨率大面阵数码相机拍摄历史航片的影像，并结合计算机后处理，能够快速对航空摄影资料进行数字化，不再需要对历史航片进行扫描，提高历史航片数字化的效率。

第一方面，本发明实施例提供一种历史航片的数字化方法，包括：

通过数码相机拍摄目标历史航片；其中，所述数码相机的像素不小于亿级；

将所述相机输出的原始影像进行影像后处理后，得到分辨率不低于23μ的输出影像进行数字化保存。

结合第一方面，在第一方面的第一种可实施方式中，所述通过数码相机拍摄历史航片，包括：

将所述目标历史航片置于承片台上表面，并在所述目标历史航片上方放置压片玻璃，通过所述压片玻璃压平所述目标历史航片，以使所述目标历史航片的不均匀变形量小于第一预定阈值；

使用设置于所述承片台下方第一预定距离处的平面光源照射所述目标历史航片；

通过所述压片玻璃上方第二预定距离处的数码相机拍摄所述目标历史航片。

结合第一方面的第一种可实施方式，在第一方面的第二种可实施方式中，所述压片玻璃为具有指定点数的标准玻璃网格板；

在所述将所述历史航片置于承片台上表面之前，还包括：

用待校正的数码相机对所述标准玻璃网格板进行拍照，得到所述标准玻璃网格板的图像；

以所述标准玻璃网格板十字交叉作为控制点，在所述标准玻璃网格板的图像上识别所述控制点；

计算所述控制点在所述标准玻璃网格板的图像上的坐标，得到用于纠正所述数码相机误差的改正参数。

结合第一方面的第二种可实施方式，在第一方面的第三种可实施方式中，所述通过数码相机拍摄目标历史航片，包括：

通过所述数码相机第N次拍摄所述目标历史航片；其中N的初始值为1，N为正整数；

判断第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置是否处于居中的第一预定范围内；

若第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置处于居中的第一预定范围外的左侧，则按第一预定规则加大所述数码相机的曝光时间，并令N＝N+1后返回执行所述通过数码相机第N次拍摄所述目标历史航片的步骤；

若第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置处于居中的第一预定范围外的右侧，则按第二预定规则减小所述数码相机的曝光时间，并令N＝N+1后返回执行所述通过数码相机第N次拍摄所述目标历史航片的步骤；

若第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置处于所述居中的第一预定范围，则判断第N次拍摄得到的数字影像是否出现饱和像素值；

若第N次拍摄得到的数字影像出现饱和像素值，则令N＝N+1后返回执行所述通过数码相机第N次拍摄所述目标历史航片的步骤；

若第N次拍摄得到的数字影像未出现饱和像素值，则判断所述第N次拍摄得到的数字影像中的机械框标处预定区域内的影像对比度是否达到第二预定阈值；若是，则将第N次拍摄得到的数字影像作为原始影像输出；否则，令N＝N+1后返回执行所述通过数码相机第N次拍摄所述目标历史航片的步骤。

结合第一方面的第三种可实施方式，在第一方面的第四种可实施方式中，在所述将第N次拍摄得到的数字影像作为原始影像输出之后，还包括：

记录本次拍摄使用的拍摄参数，以在下一次拍摄时自动载入所述拍摄参数拍摄下一目标历史航片。

结合第一方面的第二种可实施方式，在第一方面的第五种可实施方式中，所述将所述相机输出的原始影像进行影像后处理后进行数字化保存，包括：

将所述相机输出的原始影像转换为预定格式的第一影像；

对所述第一影像进行误差校正和有效画幅裁切，得到第二影像；

对所述第二影像中的框标进行增强处理，得到第三影像并保存。

结合第一方面的第五种可实施方式，在第一方面的第六种可实施方式中，所述将所述相机输出的原始影像转换为预定格式，包括：

通过设置影像转换参数，采用CaptureOne软件将所述原始影像转换为预定格式。

结合第一方面的第五种可实施方式，在第一方面的第七种可实施方式中，所述对所述第一影像进行误差校正和有效画幅裁切，包括：

通过预先得到的所述改正参数表对所述第一影像进行逐点误差校正；

接收用户在校正误差后的第一影像中选定的裁切范围和包括部分不规则画幅边界的二值图像矩形模板；

根据所述裁切范围和矩形模板，对经过逐点误差校正后的第一影像进行有效画幅裁切。

结合第一方面的第五种可实施方式，在第一方面的第八种可实施方式中，所述对所述第二影像中的框标进行增强处理，包括：

选定所述第二影像中的4角框标或4边框标；

以每个选定框标为中心，选取预定形状和大小的范围；

分别以每个选取范围内各像素的亮度的平均值作为亮度阈值，对该范围内的各像素进行亮度的二值化处理，得到框标增强后的第二影像。

结合第一方面的第五种可实施方式，在第一方面的第九种可实施方式中，在对所述第二影像中的框标进行增强处理，得到第三影像之后，还包括：

对所述第三影像进行匀光匀色处理后再保存。

结合第一方面的第十种可实施方式，在第一方面的第十种可实施方式中，所述方法还包括：

以{(a₁,b₁),(a₂,b₂),…,(a_m,b_m)}为样本数据，通过机器学习训练得到一个神经网络的模型参数；其中，a_i为对第i张历史航片对应的第三影像进行匀光匀色处理前第三影像的特征参数，a_i为一个多维列向量，b_i为对第i张历史航片对应的第三影像进行匀光匀色处理后得到的影像的特征参数，b_i为一个多维列向量，i＝1,…,m，m为样本数据的个数，所述特征参数至少包括影像分辨率、对比度、亮度、色度；

所述对所述第三影像进行匀光匀色处理，包括：

获取当前第三影像的特征参数；

将所述当前第三影像的特征参数输入训练好的所述神经网络计算；

根据所述神经网络的输出数据，调整所述第三影像的对比度、亮度和色度；

接收用户对调整后的第三影像的确认，或者，接收用户对所述调整后第三影像的对比度、亮度和色度的再调整。

本发明实施例提供的历史航片的数字化方法，通过使用亿级及以上高分辨率的相机代替扫描仪来拍摄历史航片，并针对历史航片的特点对拍摄的历史航片影像进行相应的后处理，实现了航摄胶片快速数字化，通过办发明提供的方法获取的数字历史航片分辨率达到了22.5μ，相对于现有技术中通过扫描获得历史航片的方法，历史航片数字化的工作效率提升了至少4倍。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种历史航片的数字化方法流程示意图；

图2为图1中S1的一种实施方法流程示意图；

图3为图2中S13的一种实施方法流程示意图；

图4为图1中S2的一种实施方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的一种历史航片的数字化方法流程示意图。参看图1，本发明提供的方法可以包括如下步骤S1-S2：

S1、通过数码相机拍摄目标历史航片；

其中，所述数码相机的像素不小于亿级；

例如，本发明实施例中的数码相机可选用14204×10652像素的CMOS相机PhaseOneIxm RS-1500，该相机具有14204×10652像素，像元尺寸3.76μm，单张16Bit影像900MB，因胶片为230mm*230mm规格，故以传感器短边10652像素为计算依据。调整清晰成像，成像幅面对应边长240mm(以保证胶片为230mm*230mm一直在成像范围之内)。因此像素分辨率＝240000/10652≈22.5μm，后处理进行误差改正和像幅裁切时，规格化分辨率为22.5μm。

S2、将所述相机输出的原始影像进行影像后处理后，得到分辨率不低于23μ的输出影像进行数字化保存。

其中，所述的后处理必须包括格式转换、误差改正和有效画幅裁切。优选地，为尽量保留原影像有效灰阶信息，后处理中间过程一律采用16位灰阶长度，只在最终结果输出8位灰阶影像。

后处理作业工作量巨大，全部在配置较高的专用台式计算机上进行，而拍摄计算机只完成拍摄作业，之间影像数据通过大容量硬盘以拆装方式交换，硬盘与计算机采用USB3连接。处理过程中间文件占用巨大的硬盘空间。所以，除了拍摄原始文件，在后续工序检查无误后，前一工序的中间过程数据尽量不要长期保存。

本实施例提供的历史航片的数字化方法，通过使用亿级及以上高分辨率的相机代替扫描仪来拍摄历史航片，并针对历史航片的特点对拍摄的历史航片影像进行相应的后处理，实现了航摄胶片快速数字化，通过办发明提供的方法获取的数字历史航片分辨率达到了22.5μ，相对于现有技术中通过扫描获得历史航片的方法，历史航片数字化的工作效率提升了至少4倍。

在一优选实施例中，如图2所示，步骤S1步骤可以包括以下步骤S11-S13：

S11：将所述目标历史航片置于承片台上表面，并在所述目标历史航片上方放置压片玻璃，通过所述压片玻璃压平所述目标历史航片，以使所述目标历史航片的不均匀变形量小于第一预定阈值。

其中，压片玻璃用于为底片压平，优选地，第一预定阈值为3/10000。

优选地，所述压片玻璃为具有指定点数的标准玻璃网格板。例如选用蔡司230mm*230mm精密玻璃网格板(10mm间隔，面积240mm*240mm，有效精度范围230mm*230mm，任意格网线交叉点间几何误差，小于1微米)。

在步骤S11之前，还需要预先校准所述数码相机的镜头畸变差，随后以所述标准玻璃网格板上的精密网格为基准精确测定相机感光面与胶片平面的不平行误差和像元尺寸规一化参数。具体地，通过以下步骤获取相机误差的改正参数：(a)用待校正的数码相机对所述标准玻璃网格板进行拍照，得到所述标准玻璃网格板的图像；(b)以所述标准玻璃网格板十字交叉作为控制点，在所述标准玻璃网格板的图像上识别所述控制点；(c)计算所述控制点在所述标准玻璃网格板的图像上的坐标，得到用于纠正所述数码相机误差的改正参数表。

例如，发明人采用PhaseOne Ixm RS-1500相机拍摄，选用蔡司230mm*230mm精密玻璃网格板作为压片玻璃建立微型检测场，并在PhaseOne Ixm RS-1500相机获取影像，并计算得到改正模型+参数，根据计算结果纠正格网影像，检查最终改正后格网影像，通过查看格网线的直线性、同方向格网线之间的平行性、实测任意两个格网点间距离等方法，进行最终验证。具体地，用于纠正所述数码相机误差的改正参数表可以通过以下步骤A1-A8获取镜头几何畸变改正参数表：

步骤A1：通过所述压片玻璃上方第二预定距离处的数码相机拍摄所述标准玻璃格网板，得到标准玻璃格网板的原始影像A；

此步骤相当于上述步骤(a)，例如，若所述玻璃格网板选用上述蔡司230mm*230mm精密玻璃网格板，则原始影像A中具有24*24＝576个格网交叉点。

步骤A2：在所述原始影像A中心的20cm*20cm格网交叉点中，选取等距5cm的5*5＝25个点，使其均匀分布于整个影像范围。

此步骤相当于上述步骤(b)，以原始影像A中标准玻璃网格板十字交叉作为控制点，在原始影像A中识别这些控制点并选取分布于影像中心的5*5个点。

步骤A3：将选取的25个点的坐标与这25个点的理想坐标进行比较，得到该25个点各自的偏移量，记为矩阵A：

矩阵A共5行5列，分别对应步骤A2中选取的5*5个点，即A中第i行第j列元素为步骤A2中选取的5*5个点中第i行第j列那个点的坐标偏移量。

步骤A4：统计矩阵A中每一行的5个点的坐标偏移量的变化规律或趋势，同时统计矩阵A中每一列的5个点的坐标偏移量的变化规律或趋势，得到步骤A2中选取的5*5个点对应区域内各像素点坐标位置的变化趋势，将其作为影像A对应的镜头几何畸变改正参数表。

步骤A5：用所述影像A对应的镜头几何畸变改正参数表对影像A进行逐点纠正，得到影像B。

步骤A6：在通用影像软件中对影像B中的每个交叉点进行放大观测，放大观测3cm等间距的8*8＝64个点，得到这64个点各自的偏移量，记为矩阵B：

步骤A7：以矩阵B中64个点的偏移量为样本数据，统计其在两个坐标方向上偏移量的标准差，得到△x，△y。

步骤A8：判断x、y方向上偏移量的标准差是否均小于10％，若是，则将当前影像A对应的镜头几何畸变改正参数表输出为本系统的镜头几何畸变改正参数表保存；否则，返回执行步骤A2重新选取位于原始影像A中心的另外5*5个交叉点作为控制点，随后重复步骤(3)-(7)直至x、y方向上偏移量的标准差均小于10％。优选地，△x，△y原则上不大于2μm为合格，对于本发明实施例中搭建的系统，即PhaseOne Ixm RS-1500相机，蔡司230mm*230mm精密玻璃网格板，△x，△y的判断标准为二者均需小于1μm。

S12：使用设置于所述承片台下方第一预定距离处的平面光源照射所述目标历史航片；

S13：通过所述压片玻璃上方第二预定距离处的数码相机拍摄所述目标历史航片。

其中，通过数码相机拍摄历史航片时，拍摄参数设置主要包括光圈大小、感光度、快门速度。为取得尽可能好的影像质量，快门参数可通过试拍摄影像，观察其直方图的位置，整体偏左时，加大曝光时间，而偏右时减小曝光时间，直至直方图大概居中且不出现饱和像素值即可。此外，框标位置是恢复胶片影像内方位参数的必要条件，因此，设置拍摄快门时间时，还必须顾及拍摄原始影像上框标中心点有一定的对比度，以保证后处理增强后能在最终成果上辨识出来。优选地，如图3所示，步骤S13可包括以下步骤S131-S137：

S131：通过所述数码相机第N次拍摄所述目标历史航片；

其中N的初始值为1，N为正整数；

S132：判断第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置是否处于居中的第一预定范围内；若是，则执行S137，否则，执行S133。

S133：判断第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置是否处于居中的第一预定范围外的左侧，若是，则执行S134；否则，第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置是否处于居中的第一预定范围外的右侧，执行S136；

S134：按第一预定规则加大所述数码相机的曝光时间，随后执行S135；

S135：令N＝N+1，返回执行S131；

S136：按第二预定规则减小所述数码相机的曝光时间，随后执行步骤S135；

S137：判断第N次拍摄得到的数字影像是否出现饱和像素值；若是，则执行S135，否则，执行S138；

S138：判断所述第N次拍摄得到的数字影像中的机械框标处预定区域内的影像对比度是否达到第二预定阈值；若是，则执行S139，否则，执行S135；

其中，第二预定阈值是一个预定对比度阈值。

S139：将第N次拍摄得到的数字影像作为原始影像输出。

优选地，考虑到在将历史航片数字化时，需要处理的历史航片一般为一批批的，即拍摄时间相近且通过同一摄像装置获取的历史航片往往会集中在一起进行数字化处理，而拍摄时间相近且通过同一设备拍摄的历史航片在拍摄时的拍摄参数也会相同或相近，这些航片经过相同历史时间的存放，胶片的变化也会比较接近，因此，在步骤S137之后，还可以记录本次拍摄使用的拍摄参数，以在下一次执行步骤S131拍摄时自动载入所述拍摄参数拍摄下一目标历史航片，随后再通过后续步骤对相机的拍摄参数进行微调即可，能够进一步节省历史航片数字化的时间。

在一可选实施例中，如图4所示，步骤S2可包括以下步骤S21-S24：

S21：将所述相机输出的原始影像转换为预定格式的第一影像；

优选地，通过设置影像转换参数，采用CaptureOne软件将所述原始影像转换为预定格式。CaptureOne软件拍摄保存的原始影像为非通用压缩格式，必须使用该软件转换为通用格式才能被后续软件识别处理。转换之前，需要对每张影像的转换参数设置为翻拍仪检校拍摄影像转换一致的参数，即去除镜头校正等所有与影像几何位置有关的变形改正、噪声滤除、影像锐化，输出格式一律选择16比特TIFF。为提高后处理批量作业的效率，将若干航线或整卷影像转换输出设置为单一文件夹，待生成合格的最终成果后，再移动影像文件至相应航带目录。影像转换参数设置和转换，均使用软件的批量处理方式完成。

S22：对所述第一影像进行误差校正和有效画幅裁切，得到第二影像；

在一可选实施例中，步骤S22可以通过以下步骤S221-S223实现：

S221：通过预先得到的改正参数表对所述第一影像进行逐点误差校正；

此步骤中，使用的改正参数表可以通过前面所述步骤(a)-(c)或步骤A1-A8来与预先获取。

S222：接收用户在校正误差后的第一影像中选定的裁切范围和包括部分不规则画幅边界的二值图像矩形模板；

S221：根据所述裁切范围和矩形模板，对所述校正误差后的第一影像进行有效画幅裁切，以裁切画幅外多余的无效影像，以减少存储空间，加快后处理速度。

自动裁切基于每张影像与选定影像之间相同画幅边界相对旋转角近似为零，且依据边界内外明显的灰度差构建的二值图像边界与画幅边界几乎重合等特性。其过程是，人工选定样片上的裁切范围和包括部分不规则画幅边界(不能为简单直线)的二值图像矩形模板，通过预先设置的第一计算机程序自动寻找每张影像相同画幅边界，从而定位与操作者选取的相同裁切范围，实现每张影像多余部分的自动裁切。

S23：对所述第二影像中的框标进行增强处理，得到第三影像并保存。

航摄胶片框标与框幅内地物影像亮度差别普遍较大，常常为了保证地物影像亮度在正常范围而以相同参数一起处理的框标影像则难于辨识。为此除了在拍摄阶段确保框标处影像有一定反差，还应对裁切后的第二影像进行亮度反差调整和框标增强，以同时确保地物影像显示在合适范围和框标中心点附近影像有足够大的反差。

优选地，对第二影像中的框标进行增强处理的方法包括：

步骤A1：选定第二影像中的4角框标(光学框标)或4边框标(机械框标)；

步骤A2：以每个选定框标为中心，选取预定形状和大小的范围，例如选取3*3mm(约110*110个像素)的正方形区域范围；

步骤A3：分别以每个选取范围内各像素的亮度的平均值作为亮度阈值，对该范围内的各像素进行亮度的二值化处理，得到框标增强后的第二影像。显然，亮度二值化处理后，还可以根据屏幕显示的效果，进一步微调所述亮度阈值后重新对亮度进行二值化处理。

优选地，步骤S23中，对第二影像进行亮度反差调整的方法包括：

步骤B1：去除所述第二影像的边框和框标部分，最大化选择有效的地物影像，得到第四影像；例如，若第二影像为2Bit(0-4095级)，第四影像约220*220mm(像素数量占第二影像全域的90％以上)。

步骤B2：将所述第四影像中相同亮度的像素个数累加，放在X轴亮度值、Y轴为像素数量的XY坐标系中显示，得到一条没有规律的曲线C；其中，X轴的值域为第二影像的亮度值，例如为0-4095。

步骤B3：选择公知分布规律的数学曲线，调整其起止点并赋予波形宽度比，得到曲线D；例如：若选择正态分布规律曲线，以第二影像的最高亮度值的一半值(例如2048)为曲线D的波峰值，以0和第二影像的最高亮度值(例如4095)处为曲线端点，或选择两端Y值几乎为0的地方为曲线D的起止点，赋于波形宽度比，得到标准的正态分布曲线D。优选地，波形宽度比为40-60％。

步骤B4：在同一坐标系下，对曲线C和曲线D的差取绝对值，得到各亮度值对应的亮度调整量△L_k。其中，△L_k为曲线C上的点在XY坐标系中的Y坐标值。

步骤B5：将第二影像中的每个像素的亮度值增加或减小该亮度值对应的亮度调整量，得到第二影像全域的亮度值统计曲线E。优先地，调整到曲线E的波形状态接近正态分布时停止，显然，调整时可根据屏幕显示的效果，还可通过微调步骤B3中曲线D波形的峰值、端点和宽度比来实现对亮度调整量的微调。最终使得第二影像全域的亮度反差效果调整到满意值。

在一优选实施例中，S23中对所述第二影像中的框标进行增强处理，得到第三影像之后，还可以包括：对S23输出的第三影像进行匀光匀色处理后再保存。本实施例中的匀光匀色处理步骤可以根据原始资料情况适当选择。若航片中地面影像与其框标密度差别较大，需要对其进行匀色处理以增强其框标影像；另外，一幅航摄影像覆盖较大的地表面积，同时受光照角度、成像镜头渐晕、翻拍照明均匀性等因素综合影响，大多数航摄胶片扫描影像都需要适当匀光处理，才能得到比较一致的亮度色彩。针对黑白影像，仅需应用近似的亮度反差参数，就能取得外观一致的影像，而少数水体面积较大的影像，应适当减小反差，同时查看相邻影像重叠区的一致性，对明显差异进行微调。

在一优选实施例中，本发明提供的历史航片数字化方法还可以包括：记录采用本发明实施例提供的上述方法对m张历史航片进行数字化的过程中，对第三影像进行匀光匀色处理前、后第三影像的特征参数(a₁,b₁),(a₂,b₂),…,(a_m,b_m)；并以{(a₁,b₁),(a₂,b₂),…,(a_m,b_m)}为样本数据，通过机器学习训练得到一个神经网络的模型参数；其中，a_i为对第i张历史航片对应的第三影像进行匀光匀色处理前第三影像的特征参数，a_i为一个多维列向量，b_i为对第i张历史航片对应的第三影像进行匀光匀色处理后得到的影像的特征参数，b_i为一个多维列向量，i＝1,…,m，m为样本数据的个数；所述特征参数至少包括影像分辨率、对比度、亮度、色度等用于表征影像特性的参数，由用户预先指定。基于该神经网络，所述对所述第三影像进行匀光匀色处理，可以包括以下步骤：

步骤A11：获取当前第三影像的特征参数；

步骤A:2：将所述当前第三影像的特征参数输入训练好的所述神经网络计算；

本实施例中，以任意一张影像的特征参数作为所述神经网络的输入，则通过该神经网络计算就可以得到用于表征经过匀光匀色处理后影像的特征参数的最佳预测值。

步骤A13：根据所述神经网络的输出数据，调整所述第三影像的对比度、亮度和色度；

本实施例中，根据神经网络输出的第三影像的特征参数，对当前第三影像的对比度、亮度和色度等影像特征进行调整

步骤A14：接收用户对调整后的第三影像的确认，或者，接收用户对所述调整后第三影像的对比度、亮度和色度的再调整。

本实施例中，用户检查通过计算机自动匀光匀色后的第三影像是否满足航片数字化的要求，若满足，则直接确认存储该影像即可，若不满足要求，则还可以对已经匀光匀色过的第三影像的对比度、亮度和色度等参数进行再调整。

本实施例提供的训练神经网络用于对第三影像进行匀光匀色调整的方法，尤其适用于相近时期同一设备拍摄的历史航片的数字化，能够显著提高人工调整数码相机拍摄处的影像在后处理时的效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

为了描述的方便，描述以上装置是以功能分为各种单元/模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元/模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的防护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的防护范围之内。因此，本发明的防护范围应以权利要求的防护范围为准。

Claims (10)

1.一种历史航片的数字化方法，其特征在于，包括：

用待校正的数码相机对具有指定点数的标准玻璃网格板进行拍照，得到所述标准玻璃网格板的图像；

以所述标准玻璃网格板十字交叉作为控制点，在所述标准玻璃网格板的图像上识别所述控制点；

计算所述控制点在所述标准玻璃网格板的图像上的坐标，得到用于纠正所述数码相机误差的改正参数表；

通过所述数码相机定点拍摄以所述标准玻璃网格板压平的目标历史航片；其中，所述数码相机的像素不小于亿级，所述数码相机为面阵数码相机；所述拍摄动作为在一个时间点对所述目标历史航片的整个幅面一次拍照的动作；

根据所述改正参数表将所述相机输出的原始影像进行影像后处理后，得到分辨率不低于23μ的输出影像进行数字化保存；

其中，所述计算所述控制点在所述标准玻璃网格板的图像上的坐标，得到用于纠正所述数码相机误差的改正参数表，包括：

在所述标准玻璃网格板的图像中心的20cm*20cm格网交叉点中，选取等距5cm的5*5个点，使其均匀分布于整个影像范围；

将选取的25个点的坐标与这25个点的理想坐标进行比较，得到该25个点各自的坐标偏移量，记为第一矩阵A，其中，第一矩阵A中第i行第j列元素为所述选取的5*5个点中第i行第j列的点的坐标偏移量；

统计所述第一矩阵A中每一行及每一列的5个点的坐标偏移量的变化规律或趋势，得到所述选取的5*5个点对应区域内各交叉点坐标位置的变化趋势，将其作为所述标准玻璃网格板的图像对应的镜头几何畸变改正参数表；

用所述标准玻璃网格板的图像对应的镜头几何畸变改正参数表对所述标准玻璃网格板的图像进行逐点纠正，得到纠正后的标准玻璃网格板图像；

在通用影像软件中对所述纠正后的标准玻璃网格板图像中的每个交叉点进行放大观测，放大观测3cm等间距的8*8个点，得到这64个点各自的偏移量，记为第二矩阵B；

以所述第二矩阵B中64个点的偏移量为样本数据，统计其在两个坐标方向上偏移量的标准差；

判断当前统计出的两个坐标方向上偏移量的标准差是否均小于10％，若是，则将当前所述标准玻璃网格板的图像对应的镜头几何畸变改正参数表输出为本系统的镜头几何畸变改正参数表保存；否则，返回所述在所述标准玻璃网格板的图像中心的20cm*20cm格网交叉点中，选取等距5cm的5*5个点的步骤，重新选取等距5cm的5*5个点。

2.根据权利要求1所述的历史航片的数字化方法，其特征在于，所述通过数码相机拍摄历史航片，包括：

将所述目标历史航片置于承片台上表面，并在所述目标历史航片上方放置压片玻璃，通过所述压片玻璃压平所述目标历史航片，以使所述目标历史航片的不均匀变形量小于第一预定阈值；

使用设置于所述承片台下方第一预定距离处的平面光源照射所述目标历史航片；

通过所述压片玻璃上方第二预定距离处的数码相机拍摄所述目标历史航片。

3.根据权利要求2所述的历史航片的数字化方法，其特征在于，所述通过数码相机拍摄目标历史航片，包括：

通过所述数码相机第N次拍摄所述目标历史航片；其中N的初始值为1，N为正整数；

判断第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置是否处于居中的第一预定范围内；

若第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置处于居中的第一预定范围外的左侧，则按第一预定规则加大所述数码相机的曝光时间，并令N＝N+1后返回执行所述通过数码相机第N次拍摄所述目标历史航片的步骤；

若第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置处于居中的第一预定范围外的右侧，则按第二预定规则减小所述数码相机的曝光时间，并令N＝N+1后返回执行所述通过数码相机第N次拍摄所述目标历史航片的步骤；

若第N次拍摄得到的数字影像的直方图位置处于所述居中的第一预定范围，则判断第N次拍摄得到的数字影像是否出现饱和像素值；

若第N次拍摄得到的数字影像出现饱和像素值，则令N＝N+1后返回执行所述通过数码相机第N次拍摄所述目标历史航片的步骤；

若第N次拍摄得到的数字影像未出现饱和像素值，则判断所述第N次拍摄得到的数字影像中的机械框标处预定区域内的影像对比度是否达到第二预定阈值；若是，则将第N次拍摄得到的数字影像作为原始影像输出；否则，令N＝N+1后返回执行所述通过数码相机第N次拍摄所述目标历史航片的步骤。

4.根据权利要求3所述的历史航片的数字化方法，其特征在于，在所述将第N次拍摄得到的数字影像作为原始影像输出之后，还包括：

记录本次拍摄使用的拍摄参数，以在下一次拍摄时自动载入所述拍摄参数拍摄下一目标历史航片。

5.根据权利要求2所述的历史航片的数字化方法，其特征在于，所述将所述相机输出的原始影像进行影像后处理后进行数字化保存，包括：

将所述相机输出的原始影像转换为预定格式的第一影像；

对所述第一影像进行误差校正和有效画幅裁切，得到第二影像；

对所述第二影像中的框标进行增强处理，得到第三影像并保存。

6.根据权利要求5所述的历史航片的数字化方法，其特征在于，所述将所述相机输出的原始影像转换为预定格式，包括：

通过设置影像转换参数，采用CaptureOne软件将所述原始影像转换为预定格式。

7.根据权利要求5所述的历史航片的数字化方法，其特征在于，所述对所述第一影像进行误差校正和有效画幅裁切，包括：

通过预先得到的所述改正参数表对所述第一影像进行逐点误差校正；

接收用户在校正误差后的第一影像中选定的裁切范围和包括部分不规则画幅边界的二值图像矩形模板；

根据所述裁切范围和矩形模板，对经过逐点误差校正后的第一影像进行有效画幅裁切。

8.根据权利要求5所述的历史航片的数字化方法，其特征在于，所述对所述第二影像中的框标进行增强处理，包括：

选定所述第二影像中的4角框标或4边框标；

以每个选定框标为中心，选取预定形状和大小的范围；

分别以每个选取范围内各像素的亮度的平均值作为亮度阈值，对该范围内的各像素进行亮度的二值化处理，得到框标增强后的第二影像。

9.根据权利要求5所述的历史航片的数字化方法，其特征在于，在对所述第二影像中的框标进行增强处理，得到第三影像之后，还包括：

对所述第三影像进行匀光匀色处理后再保存。

10.根据权利要求9所述的历史航片的数字化方法，其特征在于，所述方法还包括：

以{(a₁,b₁),(a₂,b₂),…,(a_m,b_m)}为样本数据，通过机器学习训练得到一个神经网络的模型参数；其中，a_i为对第i张历史航片对应的第三影像进行匀光匀色处理前第三影像的特征参数，a_i为一个多维列向量，b_i为对第i张历史航片对应的第三影像进行匀光匀色处理后得到的影像的特征参数，b_i为一个多维列向量，i＝1,…,m，m为样本数据的个数，所述特征参数至少包括影像分辨率、对比度、亮度、色度；

所述对所述第三影像进行匀光匀色处理，包括：

获取当前第三影像的特征参数；

将所述当前第三影像的特征参数输入训练好的所述神经网络计算；

根据所述神经网络的输出数据，调整所述第三影像的对比度、亮度和色度；

接收用户对调整后的第三影像的确认，或者，接收用户对所述调整后第三影像的对比度、亮度和色度的再调整。

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