In-flight Image Registration and Performance Evaluation for Directional Polarimetric Camera

Guang-feng XIANG; Chan HUANG; Bing-huan MENG; Shuang LI; Lin HAN; Bi-hai TU; Jin HONG

doi:10.3788/gzxb20204908.0812001

Journals >Acta Photonica Sinica >Volume 49 >Issue 8 >Page 0812001 > Article

Acta Photonica Sinica
Vol. 49, Issue 8, 0812001 (2020)

In-flight Image Registration and Performance Evaluation for Directional Polarimetric Camera

Guang-feng XIANG^1、2、3, Chan HUANG^1、2、3, Bing-huan MENG^1、3、*, Shuang LI^1、3, Lin HAN^1、3, Bi-hai TU^1、2、3, and Jin HONG^1、3

Author Affiliations

¹Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China

²University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China

³Key Laboratory of Optical Calibration and Characterization, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China

show less

DOI: 10.3788/gzxb20204908.0812001 Cite this Article

Guang-feng XIANG, Chan HUANG, Bing-huan MENG, Shuang LI, Lin HAN, Bi-hai TU, Jin HONG. In-flight Image Registration and Performance Evaluation for Directional Polarimetric Camera[J]. Acta Photonica Sinica, 2020, 49(8): 0812001 Copy Citation Text

show less

Fig. 1. DPC in-flight observation schematic

Download full size | View in the Article

Fig. 2. DPC in-flight imaging geometric model

Download full size | View in the Article

Fig. 3. In-band polarization image registration principle of DPC

Download full size | View in the Article

Fig. 4. DPC in-flight image registration process

Download full size | View in the Article

Fig. 5. Installation angle error analysis

Download full size | View in the Article

Fig. 6. DPC geometrical model

Download full size | View in the Article

Fig. 7. DPC data preview

Download full size | View in the Article

Fig. 8. Multi-angle image registration performance in different bands

Download full size | View in the Article

Fig. 9. Inter-band image registration performance

Download full size | View in the Article

Band/nm	f1_k	f3_k	f5_k	S_kx	S_ky
443	215.819	1.318	-0.634	272.418	255.897
490	214.798	1.588	-0.728	272.404	254.900
565	214.153	2.140	-0.906	272.463	255.948
670	214.093	2.675	-1.071	272.419	256.923
763	214.347	3.029	-1.178	272.439	255.961
765	214.350	3.037	-1.180	272.412	254.973
865	214.749	3.336	-1.268	272.428	255.987
910	214.973	3.457	-1.304	272.406	256.929

Table 1. DPC interior orientation parameters

View in the Article

Stage	α	β	γ
Pre-flight	0°4'28"	0°1'28"	0°4'15"
In-flight	0°7'48"	0°6'36"	0°13'48"

Table 2. DPC exterior orientation parameters

View in the Article

Angle	Band/nm	After calibration						Before calibration
		\|ΔX\|/pixel		\|ΔY\|/pixel		ED/pixel		\|ΔX\|/pixel		\|ΔY\|/pixel		ED/pixel
		Mean	STD	Mean	STD	Mean	STD	Mean	STD	Mean	STD	Mean	STD
1	443	0.188	0.084	0.120	0.033	0.230	0.062	0.628	0.223	0.318	0.331	0.762	0.250
	490	0.099	0.093	0.173	0.113	0.227	0.096	0.772	0.155	0.369	0.222	0.887	0.123
	565	0.125	0.103	0.154	0.122	0.218	0.130	0.706	0.200	0.294	0.229	0.795	0.212
	670	0.120	0.097	0.162	0.114	0.224	0.115	0.643	0.194	0.332	0.206	0.749	0.207
	763	0.089	0.089	0.153	0.125	0.190	0.135	0.682	0.148	0.243	0.166	0.738	0.167
	765	0.115	0.107	0.128	0.100	0.194	0.116	0.628	0.216	0.306	0.185	0.719	0.227
	865	0.134	0.099	0.142	0.107	0.213	0.117	0.629	0.204	0.352	0.211	0.748	0.212
	910	0.122	0.109	0.163	0.109	0.220	0.128	0.643	0.234	0.337	0.187	0.750	0.234
3	443	0.120	0.089	0.105	0.081	0.175	0.095	0.551	0.207	0.537	0.266	0.791	0.282
	490	0.114	0.069	0.160	0.102	0.210	0.096	0.594	0.219	0.586	0.320	0.855	0.338
	565	0.133	0.105	0.157	0.113	0.224	0.127	0.475	0.231	0.413	0.321	0.667	0.329
	670	0.117	0.106	0.138	0.110	0.202	0.123	0.397	0.214	0.308	0.262	0.536	0.282
	763	0.124	0.107	0.164	0.131	0.227	0.138	0.429	0.234	0.347	0.311	0.584	0.338
	765	0.113	0.098	0.133	0.106	0.195	0.115	0.392	0.210	0.308	0.255	0.533	0.271
	865	0.119	0.104	0.127	0.104	0.193	0.121	0.377	0.215	0.298	0.245	0.518	0.262
	910	0.130	0.125	0.123	0.100	0.199	0.135	0.457	0.244	0.409	0.304	0.640	0.344
7	443	0.145	0.132	0.148	0.105	0.230	0.134	0.478	0.226	0.383	0.220	0.647	0.235
	490	0.128	0.110	0.166	0.116	0.230	0.130	0.484	0.221	0.372	0.275	0.641	0.293
	565	0.128	0.124	0.169	0.169	0.232	0.153	0.419	0.197	0.338	0.239	0.579	0.222
	670	0.135	0.111	0.142	0.124	0.215	0.139	0.364	0.204	0.321	0.230	0.527	0.230
	763	0.142	0.126	0.180	0.131	0.249	0.152	0.432	0.218	0.282	0.251	0.543	0.284
	765	0.139	0.118	0.139	0.105	0.214	0.133	0.352	0.213	0.307	0.227	0.510	0.234
	865	0.130	0.110	0.134	0.103	0.208	0.119	0.339	0.212	0.289	0.224	0.487	0.237
	910	0.142	0.112	0.134	0.105	0.215	0.124	0.405	0.225	0.298	0.254	0.545	0.265
9	443	0.151	0.099	0.201	0.134	0.259	0.154	0.661	0.186	0.582	0.191	0.897	0.201
	490	0.163	0.125	0.113	0.136	0.202	0.178	0.756	0.135	0.447	0.221	0.902	0.151
	565	0.129	0.139	0.150	0.116	0.213	0.163	0.652	0.159	0.465	0.273	0.838	0.195
	670	0.158	0.126	0.130	0.121	0.226	0.145	0.645	0.217	0.413	0.278	0.806	0.249
	763	0.123	0.095	0.158	0.125	0.223	0.123	0.625	0.216	0.276	0.192	0.712	0.206
	765	0.139	0.124	0.174	0.117	0.247	0.134	0.624	0.218	0.370	0.266	0.766	0.239
	865	0.140	0.116	0.148	0.120	0.220	0.143	0.612	0.224	0.405	0.273	0.772	0.257
	910	0.105	0.083	0.165	0.106	0.204	0.120	0.601	0.245	0.485	0.273	0.821	0.236

Table 3. Multi-angle image registration performance in different bands

View in the Article

Band/nm	After calibration						Before calibration
	\|ΔX\|/pixel		\|ΔY\|/pixel		ED/pixel		\|ΔX\|/pixel		\|ΔY\|/pixel		ED/pixel
	Mean	STD	Mean	STD	Mean	STD	Mean	STD	Mean	STD	Mean	STD
443	0.060	0.039	0.102	0.068	0.130	0.056	0.288	0.220	0.292	0.234	0.452	0.258
490	0.090	0.055	0.086	0.055	0.133	0.061	0.233	0.188	0.212	0.189	0.347	0.223
565	0.073	0.055	0.067	0.049	0.108	0.060	0.254	0.210	0.230	0.189	0.374	0.240
763	0.075	0.055	0.079	0.053	0.120	0.058	0.273	0.236	0.235	0.204	0.395	0.267
765	0.066	0.051	0.067	0.048	0.104	0.055	0.200	0.193	0.197	0.186	0.312	0.231
865	0.076	0.054	0.081	0.053	0.121	0.059	0.236	0.210	0.260	0.225	0.384	0.265
910	0.081	0.058	0.073	0.050	0.119	0.060	0.257	0.217	0.236	0.211	0.385	0.255

Table 4. Inter-band image registration performance

View in the Article

Band/nm	Channel	\|ΔX\|/pixel		\|ΔY\|/pixel		ED/pixel
Band/nm	Channel	Mean	STD	Mean	STD	Mean	STD
490	P1-P2	0.033	0.026	0.074	0.052	0.086	0.051
490	P3-P2	0.041	0.035	0.049	0.043	0.070	0.047
670	P1-P2	0.037	0.037	0.045	0.046	0.065	0.051
670	P3-P2	0.038	0.042	0.046	0.047	0.067	0.055
865	P1-P2	0.060	0.046	0.043	0.043	0.082	0.053
865	P3-P2	0.074	0.034	0.054	0.033	0.098	0.033

Table 5. Performance of in-band polarization image registration

Download Citation

Save the article for my favorites

Paper Information