一種衛(wèi)星圖像雜散光消除系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星圖像雜散光消除系統(tǒng)及方法，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、圖像配準(zhǔn)模塊和雜散光抑制模塊；其中數(shù)據(jù)獲取模塊包括圖像灰度獲取單元和圖像參數(shù)獲取單元，圖像配準(zhǔn)模塊包括圖像粗配準(zhǔn)單元和圖像精配準(zhǔn)單元，雜散光抑制模塊包括比例系數(shù)計(jì)算單元、差值圖像計(jì)算單元和圖像濾波單元。本發(fā)明首先對(duì)在軌同時(shí)成像的高分辨率相機(jī)圖像和寬幅相機(jī)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)圖像間的光譜對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立高分辨率相機(jī)圖像灰度值與寬幅相機(jī)圖像灰度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系模型，消除圖像中的雜散光影響，使用該方法消除圖像雜散光簡(jiǎn)單實(shí)用，能夠較大程度保存圖像真實(shí)信息，去除雜散光效果好。
【專利說(shuō)明】一種衛(wèi)星圖像雜散光消除系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星圖像雜散光消除系統(tǒng)及方法，屬于衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]雜散光使衛(wèi)星圖像背景變亮，降低了圖像對(duì)比度、調(diào)制傳遞函數(shù)以及信噪比，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量有嚴(yán)重的影響，給衛(wèi)星圖像的判讀和應(yīng)用帶來(lái)困難。有必要對(duì)衛(wèi)星圖像的雜散光進(jìn)行分析、消除，從而確保衛(wèi)星光學(xué)有效載荷的成像質(zhì)量。
[0003]大部分雜散光抑制的工作是通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。研究雜散光的來(lái)源，從而進(jìn)行幾何光學(xué)方針分析，是消除雜散光最根本的方法。雜散光的計(jì)算方法主要有蒙特卡洛法、區(qū)域法、光線追跡法等。其中蒙特卡洛法是雜散光分析領(lǐng)域唯一相對(duì)成熟的方法，但是需要獲取光線傳播各個(gè)過(guò)程的物理模型。對(duì)于設(shè)計(jì)疏漏或由于復(fù)雜空間環(huán)境造成的無(wú)法消除的雜散光影響，只能通過(guò)后端的圖像處理方法來(lái)消除。原育凱等利用特定時(shí)刻的衛(wèi)星成像數(shù)據(jù)，分離了真實(shí)信號(hào)與雜散光信號(hào)，生成各個(gè)時(shí)刻的雜散光模板，通過(guò)反卷積的圖像處理方法對(duì)風(fēng)云二號(hào)輻射計(jì)可見光圖像進(jìn)行雜散光抑制。但是該方法只適用于地球同步氣象衛(wèi)星，對(duì)于中高分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)則無(wú)法根據(jù)特定時(shí)刻成像數(shù)據(jù)分離出雜散光信號(hào)。
[0004]目前基于圖像域直接對(duì)雜散光進(jìn)行抑制的方法較少，且在實(shí)際應(yīng)用中沒有針對(duì)中高分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星圖像圖像域雜散光抑制的方法。對(duì)于中高分辨率遙感圖像中輻射校正無(wú)法去除的雜散光影響還無(wú)法解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種衛(wèi)星圖像雜散光消除系統(tǒng)及方法，以消除圖像雜散光，較大程度保存圖像真實(shí)信息。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種衛(wèi)星圖像雜散光消除系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、圖像配準(zhǔn)模塊和雜散光抑制模塊；其中數(shù)據(jù)獲取模塊包括圖像灰度獲取單元和圖像參數(shù)獲取單元，圖像配準(zhǔn)模塊包括圖像粗配準(zhǔn)單元和圖像精配準(zhǔn)單元，雜散光抑制模塊包括比例系數(shù)計(jì)算單元、差值圖像計(jì)算單元和圖像濾波單元；
[0007]所述數(shù)據(jù)獲取模塊從圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取相同地區(qū)的高分相機(jī)及寬幅相機(jī)圖像及圖像相關(guān)參數(shù)，并定義其中一幅圖像為待處理圖像，另一幅圖像為灰度參考圖像；圖像配準(zhǔn)模塊以待處理圖像為參考圖像，配準(zhǔn)待處理圖像及灰度參考圖像；雜散光抑制模塊去除待處理圖像中的雜散光；
[0008]圖像灰度獲取單元從圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取待處理圖像及灰度參考圖像的灰度信息；圖像參數(shù)獲取單元獲取待處理圖像及灰度參考圖像的參數(shù)信息，將待處理圖像、灰度參考圖像的灰度信息及參數(shù)信息輸送給圖像配準(zhǔn)模塊中的圖像粗配準(zhǔn)單元；
[0009]圖像粗配準(zhǔn)單元獲取數(shù)據(jù)獲取模塊提供的待處理圖像及灰度參考圖像的灰度信息及參數(shù)信息，消除灰度參考圖像和待處理圖像之間的分辨率差異，輸出待處理圖像和灰度參考圖像；圖像精配準(zhǔn)單元在待處理圖像中選取控制點(diǎn)，在灰度參考圖像中選取前述控制點(diǎn)的同名點(diǎn)，采用仿射變換模型，對(duì)灰度參考圖像重采樣，得到與待處理圖像精配準(zhǔn)的灰度參考圖像，輸出灰度參考圖像和待處理圖像給雜散光抑制模塊的比例系數(shù)計(jì)算單元；
[0010]比例系數(shù)計(jì)算單元計(jì)算待處理圖像和灰度參考圖像對(duì)應(yīng)位置像素灰度值的比，得到比例系數(shù)矩陣，并優(yōu)化比例系數(shù)矩陣，將優(yōu)化后的比例系數(shù)矩陣輸出給差值圖像計(jì)算單元；差值圖像計(jì)算單元通過(guò)計(jì)算得到差值圖像，將差值圖像輸送給圖像濾波單元；圖像濾波單元對(duì)差值圖像做濾波處理，得到濾波后的差值圖像；待處理圖像減去濾波后的差值圖像，得到雜散光抑制結(jié)果圖像并將該圖像輸出到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0011]消除灰度參考圖像和待處理圖像之間的分辨率差異的方法為，根據(jù)灰度參考圖像的參數(shù)信息中灰度參考圖像的分辨率除以待處理圖像的分辨率得到兩副圖像之間的分辨率差異，以待處理圖像為基準(zhǔn)，重采樣灰度參考圖樣，使灰度參考圖像與待處理圖像分辨率
—致。
[0012]差值圖像計(jì)算單元得到差值圖像的計(jì)算方法為，首先由灰度參考圖像每個(gè)像素灰度值乘以優(yōu)化后的比例系數(shù)矩陣中與每個(gè)像素位置對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)，得到重建的待處理圖像的理想圖像；待處理圖像減去待處理圖像的理想圖像，得到差值圖像。
[0013]一種衛(wèi)星圖像雜散光消除方法，包括以下步驟:
[0014]步驟1，由數(shù)據(jù)獲取模塊獲取相同區(qū)域的高分相機(jī)及寬幅相機(jī)圖像及圖像相關(guān)參數(shù)，并定義其中一幅圖像為待處理圖像，另一幅為灰度參考圖像；數(shù)據(jù)獲取模塊包括圖像灰度獲取單元和圖像參數(shù)獲取單元，由圖像灰度獲取單元讀取高分相機(jī)與寬幅相機(jī)圖像IH、Iw，由圖像參數(shù)獲取單元讀取高分相機(jī)與寬幅相機(jī)成像行時(shí)參數(shù)及兩相機(jī)圖像分辨率參數(shù)SH、Sw，定義高分相機(jī)圖像為待處理圖像，寬幅相機(jī)圖像為灰度參考圖像；根據(jù)成像時(shí)刻，截取灰度參考圖像Iw中與待處理圖像Ih相對(duì)應(yīng)區(qū)域，定義為Iwe, Iwk需包含Ih ；
[0015]步驟2，由圖像配準(zhǔn)模塊根據(jù)圖像參數(shù)信息，采用手工選點(diǎn)的方式以待處理圖像為參考圖像，配準(zhǔn)待處理圖像及灰度參考圖像；圖像配準(zhǔn)模塊包括圖像粗配準(zhǔn)單元和圖像精配準(zhǔn)單元，在圖像粗配準(zhǔn)單元，由SW/SH計(jì)算兩圖像比例關(guān)系Pws，采用雙三次采樣方法對(duì)Iwk重采樣，得到新的灰度參考圖像Ihk，分辨率與Ih —致；由圖像精配準(zhǔn)單元，在Ih和Ihk上手工均勻選取r行c列共r X c個(gè)控制點(diǎn)，以Ih為參考，采用仿射變換配準(zhǔn)Ih和IHK，得到與Ih空間位置完全對(duì)準(zhǔn)的灰度參考圖像IHK’。
[0016]步驟3，根據(jù)灰度參考圖像和待處理圖像之間的光譜對(duì)應(yīng)關(guān)系，雜散光抑制模塊抑制待處理圖像中的雜散光，得到雜散光抑制結(jié)果圖像；雜散光抑制模塊包括比例系數(shù)計(jì)算單元、差值圖像計(jì)算單元和圖像微波單元，在比例系數(shù)計(jì)算單元中，IHK’中每個(gè)像素灰度值加0.0001, Ih和IHK’中空間位置相同的每個(gè)像素相除，得到比例系數(shù)矩陣Coffaw，矩陣中大于閾值Tajffa和小于閾值Tajfa的元素，令其等于I ;在比例系數(shù)計(jì)算單元中計(jì)算的圖像均值Mean11和Meanm,比例參考值Coffc=MeanH/MeanHK，Coffaff中大于Coffc的元素，令其值等于Coffc ;在差值圖像計(jì)算單元，灰度參考圖像IHK’中每一個(gè)像素的灰度值乘以比例系數(shù)矩陣Coffffl中與其空間位置對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)，計(jì)算差值圖像Diff=IH-1HK’ ,Diff中像素灰度值絕對(duì)值大于閾值TDiffH和小于閾值Tdiffl的元素，令其等于0 ;在圖像濾波單元，選擇邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形均值濾波模板，對(duì)Diff均值濾波；將Ih與Diff中空間對(duì)應(yīng)象素灰度值相減得到雜散光抑制結(jié)果圖像。[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為:
[0018]本發(fā)明首先對(duì)在軌同時(shí)成像的高分辨率相機(jī)圖像和寬幅相機(jī)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)圖像間的光譜對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立高分辨率相機(jī)圖像灰度值與寬幅相機(jī)圖像灰度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系模型，消除圖像中的雜散光影響，使用該方法消除圖像雜散光簡(jiǎn)單實(shí)用，能夠較大程度保存圖像真實(shí)信息，去除雜散光效果好。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖1、2對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0022]一種衛(wèi)星圖像雜散光消除系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、圖像配準(zhǔn)模塊和雜散光抑制模塊；其中數(shù)據(jù)獲取模塊包括圖像灰度獲取單元和圖像參數(shù)獲取單元，圖像配準(zhǔn)模塊包括圖像粗配準(zhǔn)單元和圖像精配準(zhǔn)單元，雜散光抑制模塊包括比例系數(shù)計(jì)算單元、差值圖像計(jì)算單元和圖像濾波單元；
[0023]所述數(shù)據(jù)獲取模塊從圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取相同地區(qū)的高分相機(jī)及寬幅相機(jī)圖像及圖像相關(guān)參數(shù)，并定義其中一幅圖像為待處理圖像，另一幅圖像為灰度參考圖像；圖像配準(zhǔn)模塊以待處理圖像為參考圖像，配準(zhǔn)待處理圖像及灰度參考圖像；雜散光抑制模塊去除待處理圖像中的雜散光；
[0024]圖像灰度獲取單元從圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取待處理圖像及灰度參考圖像的灰度信息；圖像參數(shù)獲取單元獲取待處理圖像及灰度參考圖像的參數(shù)信息，將待處理圖像、灰度參考圖像的灰度信息及參數(shù)信息輸送給圖像配準(zhǔn)模塊中的圖像粗配準(zhǔn)單元；
[0025]圖像粗配準(zhǔn)單元獲取數(shù)據(jù)獲取模塊提供的待處理圖像及灰度參考圖像的灰度信息及參數(shù)信息，消除灰度參考圖像和待處理圖像之間的分辨率差異，輸出待處理圖像和灰度參考圖像；圖像精配準(zhǔn)單元在待處理圖像中選取控制點(diǎn)，在灰度參考圖像中選取前述控制點(diǎn)的同名點(diǎn)，采用仿射變換模型，對(duì)灰度參考圖像重采樣，得到與待處理圖像精配準(zhǔn)的灰度參考圖像，輸出灰度參考圖像和待處理圖像給雜散光抑制模塊的比例系數(shù)計(jì)算單元；
[0026]比例系數(shù)計(jì)算單元計(jì)算待處理圖像和灰度參考圖像對(duì)應(yīng)位置像素灰度值的比，得到比例系數(shù)矩陣，并優(yōu)化比例系數(shù)矩陣，將優(yōu)化后的比例系數(shù)矩陣輸出給差值圖像計(jì)算單元；差值圖像計(jì)算單元通過(guò)計(jì)算得到差值圖像，將差值圖像輸送給圖像濾波單元；圖像濾波單元對(duì)差值圖像做濾波處理，得到濾波后的差值圖像；待處理圖像減去濾波后的差值圖像，得到雜散光抑制結(jié)果圖像并將該圖像輸出到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0027]消除灰度參考圖像和待處理圖像之間的分辨率差異的方法為，根據(jù)灰度參考圖像的參數(shù)信息中灰度參考圖像的分辨率除以待處理圖像的分辨率得到兩副圖像之間的分辨率差異，以待處理圖像為基準(zhǔn)，重采樣灰度參考圖樣，使灰度參考圖像與待處理圖像分辨率—致。
[0028]差值圖像計(jì)算單元得到差值圖像的計(jì)算方法為，首先由灰度參考圖像每個(gè)像素灰度值乘以優(yōu)化后的比例系數(shù)矩陣中與每個(gè)像素位置對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)，得到重建的待處理圖像的理想圖像；待處理圖像減去待處理圖像的理想圖像，得到差值圖像。
[0029]一種衛(wèi)星圖像雜散光消除方法，包括以下步驟:
[0030]步驟1，由數(shù)據(jù)獲取模塊獲取相同區(qū)域的高分相機(jī)及寬幅相機(jī)圖像及圖像相關(guān)參數(shù)，并定義其中一幅圖像為待處理圖像，另一幅為灰度參考圖像；數(shù)據(jù)獲取模塊包括圖像灰度獲取單元和圖像參數(shù)獲取單元，由圖像灰度獲取單元讀取高分相機(jī)與寬幅相機(jī)圖像IH、Iw，由圖像參數(shù)獲取單元讀取高分相機(jī)與寬幅相機(jī)成像行時(shí)參數(shù)及兩相機(jī)圖像分辨率參數(shù)SH、Sw，定義高分相機(jī)圖像為待處理圖像，寬幅相機(jī)圖像為灰度參考圖像；根據(jù)成像時(shí)刻，截取灰度參考圖像Iw中與待處理圖像Ih相對(duì)應(yīng)區(qū)域，定義為Iwe, Iwk需包含Ih ；
[0031]步驟2，由圖像配準(zhǔn)模塊根據(jù)圖像參數(shù)信息，采用手工選點(diǎn)的方式以待處理圖像為參考圖像，配準(zhǔn)待處理圖像及灰度參考圖像；圖像配準(zhǔn)模塊包括圖像粗配準(zhǔn)單元和圖像精配準(zhǔn)單元，在圖像粗配準(zhǔn)單元，由SW/SH計(jì)算兩圖像比例關(guān)系Pws，采用雙三次采樣方法對(duì)Iwk重采樣，得到新的灰度參考圖像Ihk，分辨率與Ih —致；由圖像精配準(zhǔn)單元，在Ih和Ihk上手工均勻選取r行c列共r X c個(gè)控制點(diǎn)，以Ih為參考，采用仿射變換配準(zhǔn)Ih和IHK，得到與Ih空間位置完全對(duì)準(zhǔn)的灰度參考圖像IHK’。
[0032]步驟3，根據(jù)灰度參考圖像和待處理圖像之間的光譜對(duì)應(yīng)關(guān)系，雜散光抑制模塊抑制待處理圖像中的雜散光，得到雜散光抑制結(jié)果圖像；雜散光抑制模塊包括比例系數(shù)計(jì)算單元、差值圖像計(jì)算單元和圖像微波單元，在比例系數(shù)計(jì)算單元中，IHK’中每個(gè)像素灰度值加0.0001, Ih和IHK’中空間位置相同的每個(gè)像素相除，得到比例系數(shù)矩陣Coffaw，矩陣中大于閾值Tajffa和小于閾值Tajfa的元素，令其等于I ;在比例系數(shù)計(jì)算單元中計(jì)算的圖像均值Mean11和Meanm,比例參考值Coffc=MeanH/MeanHK，Coffaff中大于Coffc的元素，令其值等于Coffc ;在差值圖像計(jì)算單元，灰度參考圖像IHK’中每一個(gè)像素的灰度值乘以比例系數(shù)矩陣Coffffl中與其空間位置對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)，計(jì)算差值圖像Diff=IH-1HK’ ,Diff中像素灰度值絕對(duì)值大于閾值TDiffH和小于閾值Td的元素，令其等于0 ;在圖像濾波單元，選擇邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形均值濾波模板，對(duì)Diff均值濾波；將Ih與Diff中空間對(duì)應(yīng)象素灰度值相減得到雜散光抑制結(jié)果圖像。
[0033]具體來(lái)講:
[0034]1.獲取圖像及圖像參數(shù)
[0035]1.1由圖像獲取單元讀取待處理高分相機(jī)與寬幅相機(jī)圖像IH、Iw，其中Ih大小為(2865像素X 3036像素)，Iw大小為(2287像素X 12000像素)，由圖像參數(shù)由圖像參數(shù)獲取單元讀取高分相機(jī)與寬幅相機(jī)成像行時(shí)參數(shù)文件及兩相機(jī)圖像分辨率參數(shù)Sh=IO米、Sff= 16米;
[0036]1.2根據(jù)成像時(shí)刻，截取Iw中與Ih相對(duì)應(yīng)區(qū)域，即參考圖像Iwe, Iwe包含Ih大小為(2287像素X 2500像素)。
[0037]2.圖像配準(zhǔn)
[0038]2.1由SW/SH計(jì)算兩相機(jī)圖像比例關(guān)系Pws=L 6，采用雙三次采樣方法對(duì)Iwe重采樣，得到新的參考圖像Ihk，分辨率與Ih —致；
[0039]2.2在Ih和Ihk上手工均勻選取3行3列共9個(gè)控制點(diǎn)，以Ih為參考，采用仿射變換模型
[0040]X2=B^a2 X xx+a3 X J1，[0041]y2=b1+b2 X X1+b3 X Y1,
[0042]配準(zhǔn)Ih和IHR，得到與Ih空間位置完全對(duì)準(zhǔn)的參考圖像IHR’。
[0043]3.雜散光抑制
[0044]3.1IhR'中每個(gè)像素灰度值加0.0001, Ih和IHR’中空間位置相同的每個(gè)像素相除，得到比例系數(shù)矩陣Coffaw，矩陣中大于閾值5和小于閾值0.0001的元素，令其等于1 ;
[0045]3.2計(jì)算Ih和V的圖像均值MeanH=336.3622和MeanHE=219.0139，比例參考值Coffc=MeanH/MeanHE=l.5358，Coffaff 中大于 1.5358 的元素，令其值等于 1.5358 ；
[0046]3.3參考圖像IHK’中每一個(gè)像素的灰度值乘以比例系數(shù)矩陣Coffaw中與其空間位置對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)，計(jì)算查值圖像Diff=IH_IH1’ ,Diff中像素灰度值絕對(duì)值大于閾值100和小于閾值10的元素，令其等于0 ;
[0047]3.4選擇邊長(zhǎng)為31的正方形均值濾波模板，對(duì)Diff均值濾波；
[0048]3.5判斷Diff的像素灰度和SumDiff=6.4398X 107與閾值Tdestray=2XmXn=L 7396X IO7 之間的關(guān)系，SumDiff>Tdestray,進(jìn)入步驟 3.6 ；
[0049]3.6將Ih與Diff中空間對(duì)應(yīng)象素灰度值做差得到雜散光抑制結(jié)果圖像。
[0050]本發(fā)明說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種衛(wèi)星圖像雜散光消除系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、圖像配準(zhǔn)模塊和雜散光抑制模塊；其中數(shù)據(jù)獲取模塊包括圖像灰度獲取單元和圖像參數(shù)獲取單元，圖像配準(zhǔn)模塊包括圖像粗配準(zhǔn)單元和圖像精配準(zhǔn)單元，雜散光抑制模塊包括比例系數(shù)計(jì)算單元、差值圖像計(jì)算單元和圖像濾波單元； 所述數(shù)據(jù)獲取模塊從圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取相同地區(qū)的高分相機(jī)及寬幅相機(jī)圖像及圖像相關(guān)參數(shù)，并定義其中一幅圖像為待處理圖像，另一幅圖像為灰度參考圖像；圖像配準(zhǔn)模塊以待處理圖像為參考圖像，配準(zhǔn)待處理圖像及灰度參考圖像；雜散光抑制模塊去除待處理圖像中的雜散光； 圖像灰度獲取單元從圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取待處理圖像及灰度參考圖像的灰度信息；圖像參數(shù)獲取單元獲取待處理圖像及灰度參考圖像的參數(shù)信息，將待處理圖像、灰度參考圖像的灰度信息及參數(shù)信息輸送給圖像配準(zhǔn)模塊中的圖像粗配準(zhǔn)單元； 圖像粗配準(zhǔn)單元獲取數(shù)據(jù)獲取模塊提供的待處理圖像及灰度參考圖像的灰度信息及參數(shù)信息，消除灰度參考圖像和待處理圖像之間的分辨率差異，輸出待處理圖像和灰度參考圖像；圖像精配準(zhǔn)單元在待處理圖像中選取控制點(diǎn)，在灰度參考圖像中選取前述控制點(diǎn)的同名點(diǎn)，采用仿射變換模型，對(duì)灰度參考圖像重采樣，得到與待處理圖像精配準(zhǔn)的灰度參考圖像，輸出灰度參考圖像和待處理圖像給雜散光抑制模塊的比例系數(shù)計(jì)算單元； 比例系數(shù)計(jì)算單元計(jì)算待處理圖像和灰度參考圖像對(duì)應(yīng)位置像素灰度值的比，得到比例系數(shù)矩陣，并優(yōu)化比例系數(shù)矩陣，將優(yōu)化后的比例系數(shù)矩陣輸出給差值圖像計(jì)算單元；差值圖像計(jì)算單元通過(guò)計(jì)算得到差值圖像，將差值圖像輸送給圖像濾波單元；圖像濾波單元對(duì)差值圖像做濾波處理，得到濾波后的差值圖像；待處理圖像減去濾波后的差值圖像，得到雜散光抑制結(jié)果圖像并將該圖像輸出到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種衛(wèi)星圖像雜散光消除系統(tǒng)，其特征在于，消除灰度參考圖像和待處理圖像之間的分辨率差異的方法為，根據(jù)灰度參考圖像的參數(shù)信息中灰度參考圖像的分辨率除以待處理圖像的分辨率得到兩副圖像之間的分辨率差異，以待處理圖像為基準(zhǔn)，重采樣灰度參考圖樣，使灰度參考圖像與待處理圖像分辨率一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種衛(wèi)星圖像雜散光消除系統(tǒng)，其特征在于，差值圖像計(jì)算單元得到差值圖像的計(jì)算方法為，首先由灰度參考圖像每個(gè)像素灰度值乘以優(yōu)化后的比例系數(shù)矩陣中與每個(gè)像素位置對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)，得到重建的待處理圖像的理想圖像；待處理圖像減去待處理圖像的理想圖像，得到差值圖像。
4.一種衛(wèi)星圖像雜散光消除方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，由數(shù)據(jù)獲取模塊獲取相同區(qū)域的高分相機(jī)及寬幅相機(jī)圖像及圖像相關(guān)參數(shù)，并定義其中一幅圖像為待處理圖像，另一幅為灰度參考圖像；數(shù)據(jù)獲取模塊包括圖像灰度獲取單元和圖像參數(shù)獲取單元，由圖像灰度獲取單元讀取高分相機(jī)與寬幅相機(jī)圖像IH、Iff,由圖像參數(shù)獲取單元讀取高分相機(jī)與寬幅相機(jī)成像行時(shí)參數(shù)及兩相機(jī)圖像分辨率參數(shù)SH、SW，定義高分相機(jī)圖像為待處理圖像，寬幅相機(jī)圖像為灰度參考圖像；根據(jù)成像時(shí)刻，截取灰度參考圖像Iw中與待處理圖像Ih相對(duì)應(yīng)區(qū)域，定義為Iwe, Iwk需包含Ih ； 步驟2，由圖像配準(zhǔn)模塊根據(jù)圖像參數(shù)信息，采用手工選點(diǎn)的方式以待處理圖像為參考圖像，配準(zhǔn)待處理圖像及灰度參考圖像；圖像配準(zhǔn)模塊包括圖像粗配準(zhǔn)單元和圖像精配準(zhǔn)單元，在圖像粗配準(zhǔn)單元，由SW/SH計(jì)算兩圖像比例關(guān)系Pws，采用雙三次采樣方法對(duì)Iwk重采樣，得到新的灰度參考圖像Ihk，分辨率與Ih —致；由圖像精配準(zhǔn)單元，在Ih和Ihk上手工均勻選取r行c列共r X c個(gè)控制點(diǎn)，以Ih為參考，采用仿射變換配準(zhǔn)Ih和IHK，得到與Ih空間位置完全對(duì)準(zhǔn)的灰度參考圖像IHK’。 步驟3，根據(jù)灰度參考圖像和待處理圖像之間的光譜對(duì)應(yīng)關(guān)系，雜散光抑制模塊抑制待處理圖像中的雜散光，得到雜散光抑制結(jié)果圖像；雜散光抑制模塊包括比例系數(shù)計(jì)算單元、差值圖像計(jì)算單元和圖像微波單元，在比例系數(shù)計(jì)算單元中，IHK’中每個(gè)像素灰度值加 .0.0001，、和IHK’中空間位置相同的每個(gè)像素相除，得到比例系數(shù)矩陣Coffffl，矩陣中大于閾值T。。?和小于閾值Tajfa的元素，令其等于I ;在比例系數(shù)計(jì)算單元中計(jì)算的圖像均值Mean11和Meanm,比例參考值Coffc=MeanH/MeanHK，Coffaff中大于Coffc的元素，令其值等于Coffc ;在差值圖像計(jì)算單元，灰度參考圖像IHK’中每一個(gè)像素的灰度值乘以比例系數(shù)矩陣Coffffl中與其空間位置對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)，計(jì)算差值圖像Diff=IH-1HK’ ,Diff中像素灰度值絕對(duì)值大于閾值TDiffH和小于閾值Tllifa的元素，令其等于0 ;在圖像濾波單元，選擇邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形均值濾波模板，對(duì)Diff均值濾波；將Ih與Diff中空間對(duì)應(yīng)象素灰度值相減得到雜散光抑制結(jié)果圖像。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK103679653SQ201310629513
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王小勇, 何紅艷, 岳春宇, 劉爽 申請(qǐng)人:北京空間機(jī)電研究所