Tại sao hình ảnh vệ tinh của một chiếc máy bay đang chuyển động hiển thị các dải màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương với các tạo tác lạ?

Tôi tình cờ nhìn thấy hình ảnh vệ tinh này ( http://goo.gl/Wv503u ) chụp một chiếc máy bay đang bay trên một thành phố. Tôi gặp một chút khó khăn khi giải thích các hiệu ứng màu gây ra bởi chuyển động của máy bay.

Những gì tôi tưởng tượng là hình ảnh được xây dựng bằng cách pha trộn các bức ảnh được lọc màu xanh lam, xanh lục và đỏ được chụp ở những thời điểm hơi khác nhau. Điều này dường như đủ để tạo ra một hình ảnh đầy đủ màu sắc và sẽ giải thích một số tạo tác màu sắc gây ra bởi các đối tượng trong chuyển động.

Tuy nhiên, tôi nhận thấy có 2 dải màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương trên đôi cánh mà theo tôi gợi ý sự pha trộn của hơn 3 bức ảnh. Ngoài ra, màu sắc dường như không hòa trộn cùng một cách trên đuôi. Tôi thấy màu đỏ, vàng, đỏ tươi, lục lam và xanh lam gợi ý tốc độ khác nhau giữa cánh và đuôi (mà tôi thấy không thể) hoặc một số hiệu ứng màn trập. Ngoài ra, tôi thấy một số đường viền ở mũi máy bay và cạnh đầu của cánh. Là những nguyên nhân gây ra bởi bộ lọc hồng ngoại không hoàn hảo? hoặc có một số thành phần Luma được thêm vào hỗn hợp?

Chuyện gì đang xảy ra vậy? Có thể học được gì về máy ảnh?

Chỉnh sửa: Tôi đã thêm một ảnh chụp màn hình về những gì trình duyệt của tôi hiển thị khi tôi nhấp vào liên kết đó

AJ đúng ở đây. Những gì bạn đang thấy là kết quả của chuyển động mờ khi cả vệ tinh và máy bay đều chuyển động so với mặt đất (mục tiêu mong muốn của ảnh). Những hình ảnh đẹp mà bạn nhìn thấy trong Google Earth và các nơi khác là kết quả của các hình ảnh được lọc màu đỏ, xanh lục và xanh lam kết hợp thành một hình ảnh được gọi là "Đa bán cầu" (MSI), được đặt tên bởi vì nó kết hợp các hình ảnh được chụp qua các dải khác nhau của phổ điện từ với nhau thành một hình ảnh duy nhất. Thông thường, các dải được lọc màu có độ phân giải thấp hơn (nghĩ 1-2 mét GSD, khoảng cách mẫu mặt đất, là khoảng cách giữa hai tâm pixel liền kề) và tọa độ mặt đất được cung cấp bởi thang độ phân giải dưới mét (0 là bóng tối hoàn toàn đến 255 là màu trắng hoàn toàn) hoặc hình ảnh "panchromatic" (PAN). PAN cung cấp tọa độ và thông tin cường độ tương đối (độ tương phản). Thêm vào xử lý độ cao (thông thường là Mô hình độ cao kỹ thuật số hoặc DEM từ USGS nếu bạn ở Hoa Kỳ), chỉnh sửa (điều chỉnh hình ảnh để trông phẳng ngay cả khi Trái đất không), chiếu (Trái đất tròn, cố gắng đặt một phần của nó thành một hình vuông thay vì một đường cong giới thiệu các lỗi) và phép nội suy (do sự khác biệt về độ phân giải giữa PAN và MSI để tạo ra hình ảnh cuối cùng) và bạn đã có sản phẩm cuối cùng. Để thực sự thổi bay tâm trí của bạn, chúng ta cũng phải tính đến góc nadir và cảm biến (vệ tinh không hướng thẳng xuống, camera nằm ở một góc giống như Mặt trời so với Trái đất). chỉnh sửa (điều chỉnh hình ảnh để trông phẳng ngay cả khi Trái đất không), phép chiếu (Trái đất tròn, cố gắng đặt một phần của hình vuông thành hình vuông thay vì đường cong giới thiệu lỗi) và nội suy (do sự khác biệt về độ phân giải giữa PAN và MSI để tạo ra hình ảnh cuối cùng) và bạn đã có sản phẩm cuối cùng của mình. Để thực sự thổi bay tâm trí của bạn, chúng ta cũng phải tính đến góc nadir và cảm biến (vệ tinh không hướng thẳng xuống, camera nằm ở một góc giống như Mặt trời so với Trái đất). chỉnh sửa (điều chỉnh hình ảnh để trông phẳng ngay cả khi Trái đất không), phép chiếu (Trái đất tròn, cố gắng đặt một phần của hình vuông thành hình vuông thay vì đường cong giới thiệu lỗi) và nội suy (do sự khác biệt về độ phân giải giữa PAN và MSI để tạo ra hình ảnh cuối cùng) và bạn đã có sản phẩm cuối cùng của mình. Để thực sự thổi bay tâm trí của bạn, chúng ta cũng phải tính đến góc nadir và cảm biến (vệ tinh không hướng thẳng xuống, camera nằm ở một góc giống như Mặt trời so với Trái đất).

Nguồn: Hơn 3 năm kinh nghiệm về phần mềm hình ảnh không gian địa lý với RemoteView (công cụ Textron Systems) và DigitalGlobe, 4 năm học toán đại học (gần như tất cả các khóa học calc đại học).

Dự đoán tốt nhất của tôi là nó có thể liên quan đến cách thức hoạt động của vệ tinh. Nó có thể chụp hình ảnh màu xanh lá cây và màu xanh riêng biệt và sau đó kết hợp chúng. Nếu đây là trường hợp, thì hai điều sẽ xảy ra. Đầu tiên, máy bay sẽ di chuyển giữa các bức ảnh cho mỗi màu.

Thứ hai, vệ tinh cũng sẽ di chuyển khá nhiều. Mặc dù chuyển động của vệ tinh có thể được điều chỉnh, nhưng lượng hiệu chỉnh sẽ phụ thuộc vào khoảng cách từ vệ tinh của vật thể được chụp. Kể từ khi chiếc máy bay có thể càng nhiều càng tốt 7 dặm gần gũi hơn với các vệ tinh hơn mặt đất, điều chỉnh này có thể được ném ra khá đáng kể.

Nhìn vào hình ảnh, nó không chỉ được cung cấp bởi một vệ tinh. Tôi làm việc cho công ty chế tạo cảm biến và camera cho cảm biến Digital Globe WV3 và WV4 và thực hiện cảm biến, bù chuyển động và thiết kế khác cũng như phân tích chất lượng hình ảnh cho các cảm biến đó. Độ phân giải không gian của hình ảnh bạn đã đăng vượt quá độ phân giải có sẵn trên thị trường cho các nền tảng thương mại tại thời điểm đó. (Được quản lý theo giấy phép và hiệp ước.)

Tôi tin rằng các tạo tác bạn nhìn thấy là một tạo tác kết quả từ một cảm biến trên không. Thông thường các cảm biến trên không được bù chuyển động cho việc chuyển đổi hình ảnh qua khu vực cảm biến và tính đến tốc độ mặt đất tương đối của cảm biến, hướng và độ cao của nó so với mặt đất. Trong trường hợp này, bạn có một máy bay chủ thể, không đi theo hướng mặt đất có liên quan đến cảm biến. Do đó, bù chuyển động không hoạt động tốt. Ngoài ra, có một số hình học cho mảng cảm biến, và họ sử dụng các mặt nạ và / hoặc chiến lược quét khác nhau.

Thông thường các cảm biến vùng phủ sóng có độ phân giải lớn là các mảng kiểu chổi đẩy, tương tự như một số máy quét và máy photocopy ảnh / tài liệu. Khi đối tượng được chụp không đi theo cách tương tự như mục tiêu mặt đất, nó có thể bị lỗi lấy mẫu và tạo ra như bạn quan sát.

Nhìn vào vị trí đó trên Google Earth, hình ảnh đã được cập nhật, vì vậy tôi không thể lấy dữ liệu hình ảnh và sao lưu các hiện vật để cho bạn biết chuyển động tương đối của các vật thể. Tuy nhiên với những gì bạn đã trình bày và kiến ​​thức của tôi về các vệ tinh và hình ảnh vệ tinh có sẵn trên thị trường, tôi nghi ngờ rằng các hình ảnh này là dựa trên không gian.

Tôi đã làm việc trong lĩnh vực này với tư cách là một nhà khoa học hình ảnh trong nhiều thập kỷ và đang cho bạn ấn tượng của mình, nhưng chưa phân tích dữ liệu để thực hiện phân tích chặt chẽ hơn, trong đó có liên quan đến việc đưa ra các giả định về thiết kế cảm biến và dữ liệu phù du. Tôi đã tính đến thời gian bạn đăng và áp dụng kiến ​​thức về các cảm biến có sẵn, đặc biệt là trong môi trường không gian thương mại.

Tôi nghĩ rằng đó là hiệu ứng của màn trập 'mặt phẳng tiêu cự', một hiệu ứng phổ biến gặp phải trên máy ảnh DSLR trong khi chụp các mục tiêu chuyển động. Nếu chuyển động của đối tượng song song với hướng di chuyển của màn trập và đối tượng có tốc độ đáng kể, bạn sẽ có một 'độ dãn' của hình ảnh - một cái gì đó khá rõ ở các cạnh của cánh và cánh đuôi.